Термины, связанные с цементом. Червячного экструдера

Главная --> Справочник терминов

Червячного экструдера * Положительное отношение qplq
Двухчервячные экструдеры имеют различное устройство: червяки могут вращаться в одном или в противоположных направлениях, они могут не находиться в зацеплении или быть частично или полностью зацепленными, а также иметь другие геометрические различия. Систематизированная классификация конструкций двух-червячных экструдеров, которая необходима для лучшего понимания принципа работы, была недавно предложена Германом с сотр. [34], который отметил, что только полностью зацепляющиеся червяки с противоположным направлением вращения (рис. 10.32, г, 10.38) могут применяться для нагнетания (см. Задачу 10.13). Теоретический анализ этой последней конструкции и является предметом данного раздела.

36. В. Н. Константинов, А. Н. Левин, «Определение производительности двух-червячных экструдеров», Хим. нефт. машиностр., № 3, 18—22 (1962).

Транспортировка материала в червячных экструдерах осуществляется за счет сил трения (см. разд. 8.13). Для описания транспортировки твердых частиц в мелких каналах можно использовать уравнение (8.13-7). Однако канал на участке зоны питания червячных экструдеров обычно имеет большую глубину, и его кривизной нельзя пренебрегать. Используя методы, разработанные Дарнеллом и Молом [15], и произведя те же самые упрощения, что и в разд. 8.13, получим описание процесса транспортировки твердого материала в глубоких каналах червяка.

Для хорошей работы зоны питания давление должно возрастать вдоль этой зоны. Максимально возможная теоретическая производи, тельность зоны питания может быть получена при />2 = PI. Анализ уравнений, описывающих зону питания, показывает, что существуют оптимальные угол подъема винтового канала червяка и глубина канала, при которых достигается или максимальная производительность зоны питания, или максимальное давление. Ранее мы отмечали, что Р! мало, следовательно, для создания высокого Р2 отношение PZ/PI должно быть очень велико. Увеличивая Pt за счет принудительной подачи (т. е. установив питающий червяк в загрузочном бункере), пропорционально увеличиваем Р2. Из уравнения (12.2-8) видно, что продольное распределение давлений в зоне питания червячных экструдеров имеет экспоненциальный характер так же, как и в мелких прямоугольных каналах (см. разд. 8.13). Если поддерживаются изотермические условия и коэффициенты трения остаются постоянными, то транспортировка твердого материала улучшается при увеличении отношения fb/fs и скорости вращения червяка (Ф уменьшается для данного G). Однако точное измерение коэффициентов трения экспериментально затруднено (см. разд. 4.3).

При производстве высокоармированных (высокая прочность при ударе) материалов получаются неудовлетворительные результаты, если используются валки с разной частотой вращения, поскольку при этом происходит измельчение материала и разрыв волокнистого армирующего компонента (стеклянного волокна, кордной пряжи и измельченных хлопковых волокон). В этом случае хорошие результаты дает применение мешалок с сигмоидаль-ными лопастями и пропитка раствором фенольной смолы с последующей сушкой. С помощью червячных экструдеров можно приготовить смеси с удовлетворительными прочностными характеристиками. При введении соответствующих добавок можно получать пресс-композиции в таблетированной форме.

работки червячных экструдеров, которые в настоящее

Здесь будут рассмотрены только червячные экструдеры. Специальные конструкции червячных экструдеров, такие, как агрегаты с дегазаторами или быстроходные агрегаты (адиабатические червячные экструдеры), описаны лишь кратко.

Для червячных экструдеров оно составляет, как правило, менее 0,3 кВт/кг, тогда как для червячных пластосмесителей может быть много выше. Это объясняет и разную потребляемую мощность агрегатов, например 150 и 900 кВт при диаметре червяка 160 мм.

Для усиления пластицирующего и гомогенизирующего действия одно- и двухчервячных экструдеров разработаны и разрабатываются специальные элементы, воздействующие на напряжение сдвига и перемешивание [1 ], в форме торпед, кулачков и дросселирующих зазоров.

Если последовательно и целенаправленно изменять нормаль-"ную выточку червяка, вызывающую относительно незначительные отклонения потока массы, в сторону усиления напряжения сдвига и перемешивания, из червячных экструдеров можно получить червячные пластосмесители экструзионного типа (ПСЭТ). Резкого различия между этими двумя видами не существует. Однако для червячных пластосмесителей экструзионного типа в любом случае характерна отличающаяся от обычной особая геометрия червяка, обеспечивающая контролируемую, ограниченную по месту и времени пластикацию, направленное усиление напряжения сдвига и интенсивное перемешивание материала.

Грануляция осуществляется в агрегате, состоящем из червячного экструдера 15 с формующей решеткой, охлаждающей ванны 16 и ножевого грану-лятора 17.

Цилиндр и головка червячного экструдера нагреваются при помощи электронагревателей. Ниже приведены температуры нагрева по зонам (в °С):

Однако плунжерная экструзия представляла собой периодический процесс. Колоссальная потребность в непрерывной экструзии, в особенности в производстве кабелей и изолированных проводов, привела к наиболее важному достижению в области переработки — созданию червячного экструдера. Существуют косвенные указания на то, что изобретателем первого червячного экструдера был А. Г. Вольф, который создал его в США в 1860 г. [15]. Фирма «Феникс Гуммиверке» опубликовала чертеж червяка в 1873 г. [16].

Сердцем червячного экструдера является червяк — архимедов винт, вращающийся внутри обогреваемого корпуса. Исходный полимер в виде сыпучего твердого вещества (гранулы, порошок и т. п.) под действием силы тяжести поступает в канал червяка из бункера. Твердые частицы движутся по каналу вперед, при этом они плавятся и перемешиваются. Затем однородный полимерный расплав продавливается через формующую матрицу, установленную в головке экструдера. Вращение червяка осуществляет электродвигатель, соединенный с червяком через шестеренчатый редуктор. Корпус экструдера имеет систему электрического или циркуляционного жидкостного обогрева. Определение и регулирование температуры осуществляется посредством термопар, установленных в металлической стенке корпуса. Однако отдельные участки его приходится охлаждать, чтобы удалить излишнее тепло, выделяющееся вследствие вязкого трения.

При компрессионном формовании полость формы заполняется определенным количеством полимера, который не впрыскивается в закрытую форму, а приобретает конфигурацию полости формы под действием усилий, возникающих при смыкании половин формы (рис. 1.8). Сжимающее усилие, создаваемое гидравлическим прессом, прижимает порцию полимера к стенкам формы и заставляет полимер растекаться по форме, заполняя ее полость. Этот способ формования широко применяется для переработки термореактивных полимеров, хотя в принципе им можно пользоваться и для формования термопластичных полимеров. Тепло передается к полимеру от горячих стенок формы, вызывая протекание химических процессов полимеризации и поперечного сшивания. Загружать формы можно предварительно приготовленными навесками или таблетками из формуемого полимера или заготовками пластицированного полимера, выдавленными из червячного экструдера.

Итак, рассмотрена модель червячного экструдера, созданная на основе анализа течения между параллельными пластинами. Теперь видно, что для того чтобы иметь возможность проанализировать червячный экстр удер, в качестве первого приближения полезно использовать модель в виде параллельных пластин или прямоуголь-

Принцип действия шестеренчатого насоса очень прост. Обратимся к рис. 10.32, в. Подаваемая жидкость забирается в полости, возникающие между расходящимися смежными зубьями шестерни. При вращении шестерни жидкость транспортируется из зоны входа в зону выхода. В это время жидкость заперта между смежными зубьями и корпусом, при этом происходит небольшая утечка жидкости через зазоры. Относительное движение шестерни и корпуса вызывает циркуляционное течение, подобное циркуляционному потоку, возникающему в нормальном сечении канала червячного экструдера, рассмотренного в разд. 10.3. Вход и выход насоса отделены друг от друга сцепленными зубьями шестерен. Входящие в зацепление зубья выдавливают расплав из впадины между зубьями. Колебания давления на выходе и величины объемного расхода возникают каждый раз, когда следующая пара зубьев достигает зоны выхода Зубья шестерен обычно имеют эвольвентный профиль (рис. 10.36). В прямозубых шестернях жидкость может быть заперта между зацепляющимися зубьями, что приводит к возникновению утечек, чрезмерному шуму и износу. Для масел с малой вязкостью эта проблема в некоторой степени решается применением разгрузочных канавок переменной конфигурации. Так как это не дает результата для высоковязких расплавов, то используют шестерни с шеврон-

Рис. 12.7. Схема пла-стицирующего червячного экструдера(в зоне загрузочного бункера цилиндр охлаждается). Пояснение в тексте.

Таким образом, рассматривая основные механизмы элементарных стадий, можно сделать вывод о том, что в аппарате с двумя движущимися поверхностями с высокой эффективностью могут быть осуществлены все эти стадии. Проблема заключается в поиске реального конструктивного решения, в котором можно было бы воплотить принцип двух параллельных движущихся пластин. Пути поиска такой конструкции далеко не очевидны и требуют изобретательного, творческого мышления. Однако и в этом случае (так же, как и в разд. 10.3 где мы проследили эволюцию принципа параллельных пластин с одной неподвижной вплоть до конструкции червячного экструдера) понимание основных механизмов элементарных стадий может оказать большую помощь в конструировании реального аппарата. Этот аппарат можно представить в виде червячного экструдера, витки червяка которого не связаны с сердечником и образуют спираль, свободно вращающуюся в зазоре между внешним и внутренним цилиндром. Внешний и внутренний цилиндры могут вращаться в одном направлении, однако более предпочтительным является вариант, при котором спираль вращается в противоположном направлении между неподвижными цилиндрами. Теоретически такой аппарат должен иметь значительно более высокую производительность по сравнению с обычным червячным экструдером. Однако возникает много трудностей при передаче энергии через такую спираль, которая может деформироваться и скручиваться. Тем не менее производятся питатели такой конструкции для подачи гранулированных полимеров [29].

г) Как сопоставить результаты, полученные при моделировании экструдера с вращающимся каналом и обычного червячного экструдера одинакового размера?

чатую заготовку изготавливают непосредственно перед раздувом с помощью червячного экструдера при высокой скорости течения в узком канале. Поэтому растягиваемая трубка менее упруга, нежели растягиваемый при термоформовании лист. Вследствие этого, как следует из анализа вязко-упругой жидкости, приведенного в разд. 6.8, растяжение трубки при

Чешуйчатых кристаллов Чередующихся сополимеров Червячного экструдера Четырехчленного переходного Четвертичные основания Частичным положительным Четвертичным углеродным Четвертичное аммониевое Численным интегрированием