Что такое экструдер и дробилка для пластика: рассмотрим подробно изготовление труб

Детально о производстве пластиковых труб – материалы и оборудование, технология

В статье пойдет речь о специфике изготовления пластиковых труб, необходимом оборудовании и сырье. Отдельным параграфом будет расписана технология производства.

В настоящий момент в стране наблюдается расширение производства пластиковых труб. Связано это с простотой изготовления и с высоким спросом на данный вид изделий. Пластиковые трубы востребованы при прокладке канализации, систем водо- и газоснабжения, отопления, и монтаже систем «теплого пола».

Это связано с их эксплуатационными свойствами, в частности:

  • Надежность, в процессе эксплуатации на трубах не появляется признаков коррозии или гниения;
  • Полная безвредность для человека, отсутствие влияния на качество и вкус воды;
  • Легкость;
  • Не скапливаются известковые отложения;
  • Долговечность, срок службы превышает 50 лет.

Экструдер для пластиковых труб

В качестве основы для изготовления изделий из пластика можно использовать: полимеры различного давления, полибутилен, полипропилен и аналогичное сырье.

Станок для производства пластиковых труб —экструдер, продавливающий изделие через расплавленный пластик через формирующее отверстие.

Экструдеры подразделяют на три подвида:

  1. Шнековый. Станок по принципу действия схож с работой мясорубки или соковыжималки. Чаще всего для изготовления пластиковых труб используются именно шнековые экструдеры.
  2. Бесшнековый. Данный вид экструдера используется при изготовлении труб из смеси материала. В качестве основного рабочего элемента станка выступает диск.
  3. Комбинированный. В данном станке шнековая часть совмещена с диском.

Необходимое оборудование

Перейдем к перечислению оборудования для производства пластиковых труб. Как уже было сказано ранее, для налаживания процесса необходим экструдер. Но это не все, что потребуется.

  • Система перенаправления сырья;
  • Смеситель;
  • Накопитель для укладки;
  • Нарезающая машина;
  • Лента-транспортер;
  • Охлаждающие и калибровочные ванны;
  • Формовщик вакуумный;
  • Тянущее устройство.

Обычно для производства закупают гранулированные полимеры. Особенно тщательно нужно следить за их сроком годности и качеством. Особенно хорошо себя показывают полипропилен и полиэтилен. У них самый длительный срок годности, поэтому данные материалы считаются самыми выгодными.

Также высоким спросом для производства труб пользуется сополимер полипропилена. Связано это с низкой ценой за килограмм. А самым бюджетным сырьем является полиэтилен низкого давления.

Важный нюанс: предпочтительнее всего при открытии такого вида бизнеса всегда закупаться с одного завода, ведь когда сменится используемое сырье, будет нужно другое оборудование для производства труб. А такое положение вещей будет связано с разного рода убытками.

Технология производства

Как уже стало понятно, способ изготовления труб из пластика основывается на методе экструзии. Это закрытый цикличный процесс. Подробно изучим его нюансы, в качестве примера выступят полиэтиленовые изделия.

Согласно технологии производства пластиковых труб, сырьем является полиэтилен ПЭ-80 и ПЭ-100, в состав которого входят особые добавки. С их помощью материалу придаются необходимые для последующей эксплуатации свойства.

Само производство пластиковых труб состоит из 9 последовательных этапов. Очень важно следить за качеством процесса на каждом из них.

  1. В первую очередь в загрузочный бак экструдера, находящийся над материальным цилиндром, подается сырье (гранулированный полиэтилен).
  2. Из бака гранулы перенаправляются в материальный цилиндр для последующего расплавления.
  3. Шнек направляет расплавленные гранулы в экструзионную трубную головку, в которой происходит формирование заготовки изделия.
  4. Кольцевые нагреватели, размещенные на внешней стороне материального цилиндра, начинают его обогрев.
  5. В экструзионной трубной головке расплавленное сырье обретает форму заготовки.
  6. Вакуумный калибратор обеспечивает правильность внешнего диаметра изделия, толщина стенки регулируется благодаря изменению скорости вращения механизма тянущего устройства.
  7. Заготовка постепенно охлаждается, погружаясь в установленные ванны.
  8. Отрезное устройство нарезает заготовку трубы на части необходимой длины, которая контролируется согласно счетчику метража.
  9. Исходя из пожеланий заказчика, конечная труба либо облачается в бухте, либо поставляется как отрезки.

Контроль качества

После изготовления труб, их следует направить в ОТК, где будет произведена проверка геометрических размеров изделий.

В частности, замеряются следующие параметры:

  • Овальность;
  • Диаметр наружной стороны изделий;
  • Длину нарезанных частей;
  • Толщину труб.

Сотрудники лаборатории, действуя согласно установкам нормативных документов, из полученной партии выберут образцы для проверки. Если исследуемые параметры будут в норме, то к партии прикрепляется документ о соответствии качества. Затем их отправляют заказчику.

Качеству производимой продукции следует уделять особенное внимание. Требуется согласованное и предельно точное функционирование всех элементов технологического процесса. Только так удастся поставлять потребителю высококачественные изделия в соответствии с заказом. Если дела пойдут иначе, то бизнес не будет успешен, а его владелец понесет убытки.

Если резюмировать все вышеописанное, то становится понятно, что процесс изготовления пластиковых труб отличается продуманностью и автоматизацией. Для него не требуется значительных затрат как ресурсов, так и времени. Помимо прочего, при изготовлении практически не выделяется отходов, отсутствует негативное влияние на окружающую среду. А линию производства получится уместить в относительно малом помещении, по площади она займет менее 100 квадратных метров.

Экструдер для производства изделий из пластика и пластмассы

Развитие технического прогресса привело к появлению различных технологий, которые позволяют производить изделия, отличающиеся улучшенными эксплуатационными характеристиками. Одной из востребованных в настоящий момент является экструзия. Собой она представляет технологический процесс переработки пластмасс, из которых изготавливают разнообразные детали, а также производят различную профильную продукцию.

  • Принцип действия и конструкция
  • Принцип работы экструдера
  • Виды экструдеров
    • Одношнековый
    • Двухшнековый
  • Производство ПВХ-профилей
  • Изготовление труб
  • Экструдеры для полиэтилена
  • Экструзионные линии
  • Подводя итоги
Читайте также:
Финские деревянные окна со стеклопакетами: чем эти популярные изделия лучше пластиковых конструкций, какой бренд выбрать

Сама технология состоит в приготовлении сплава из полимерных материалов с последующим его продавливанием через специальные насадки, которые придают ему определенную форму. Основным элементом линии по производству изделий из пластика является экструдер.

Принцип действия и конструкция

Следует сказать, что экструзия является далеко не новой технологией. Ее история насчитывает более шести десятилетий. За это время было создано большое количество конструкций машин, с помощью которых обеспечивается ее реализация. Принцип действия этого прибора базируется на сути самого технологического процесса.

Технологический процесс экструзии является сложным физико-химическим процессом, на который оказывают воздействие механические усилия в условиях высокой температуры и влаги. Нагрев продуктов переработки происходит благодаря тому, что возникающая при борьбе с внутренним трением, а также при пластических деформациях механическая энергия превращается в тепло.

В процессе экструзионной обработки существует несколько сменных параметров. К числу наиболее важных следует отнести:

  • состав сырья;
  • влажность;
  • его природа.

При протекании экструзионного технологического процесса может происходить изменение:

  • температуры материала;
  • давления;
  • интенсивности и длительности воздействия на исходное сырье.

Принцип работы экструдера

Само по себе такое оборудование представляет электромеханическое устройство, основным предназначением которого является осуществление процесса формовки профильных деталей из пластика или его полуфабрикатов. В своем составе общее устройство экструдера для пластика содержит следующие компоненты:

  • корпус системы нагрева полимерных материалов. В качестве основного источника тепловой энергии при осуществлении этого технологического процесса могут выступать обычные резистивные или индукционные системы. При использовании последних возникновение высоких температур происходит за счёт наведения на корпус высокочастотных индукционных токов Фуко;
  • узел нагрузки. Через этот элемент в полость корпуса различными способами поступает исходное сырье;
  • рабочий орган. Он создает в оборудовании необходимое давление, благодаря которому обеспечивается перемещение сырья непосредственно от узла загрузки до насадок, которые формуют из полимерных материалов готовые изделия. При использовании экструдера применяются разнообразные физические принципы, поскольку это устройство может иметь разные варианты исполнения — шнековый, дисковый, поршневый. В настоящий момент чаще других применяются шнековые экструдеры;
  • экструзионная головка. По-другому специалисты называют ее фильерой. Именно она обеспечивает форму изделий, которая получается по завершении технологического процесса;
  • механический привод. В этом оборудовании он представлен двигателем и редукторной системой. Благодаря ему обеспечивается создание и передача необходимого усилия на рабочий орган;
  • система контроля и управления. Благодаря ей обеспечивается поддержание необходимого технологического режима.

В качестве исходного материала обычно выступают гранулы и порошок. Они загружаются в оборудование, а далее под действием рабочего органа происходит их перемещение в рабочую зону корпуса. Там под воздействием давления, силы трения и температуры подаваемое извне исходное сырье нагревается, а в процессе его плавления возникает состояние, которое требуется по условиям технологического процесса.

Во время движения исходного сырья в полости корпуса происходит его тщательное перемешивание до состояния однородной гомогенизированной массы.

В условиях высокого давления происходит продавливание расплава при помощи формующих головок и сетчатых фильтров. В результате обеспечивается окончательная гомогенизация и придание материалу заданного профиля.

После этого материал естественным образом охлаждается или же применяется принудительный способ с последующей полимеризацией. В конечном итоге получаются изделия, имеющие необходимую конфигурацию и обладающие заданными механическими и физическими свойствами.

Виды экструдеров

Современные модели экструзионных установок могут различаться между собой как конструкцией рабочего органа, так и назначением.

Одношнековый

Среди всех разновидностей экструзионного оборудования наиболее распространенным является шнековое. Такие машины удовлетворяют всем требованиям экструзионного процесса. В этих агрегатах в качестве основного рабочего органа применяется шнек. Специалисты называют его винтом Архимеда. Многие прекрасно знают этот рабочий элемент по домашним мясорубкам.

При использовании экструдера для производства изделий из пластмассы лопасть шнека захватывает сырье в зоне загрузки, а далее происходит его последовательное перемещение по всей длине цилиндра корпуса, начиная от зоны нагрева через участок гомогенизации и формовки. В зависимости от особенностей технологической карты, которую имеет оборудование, а также вида используемого для производства изделий исходного сырья шнеки могут предусматривать несколько вариантов исполнения — конические, цилиндрические и нормальные быстроходные.

Также могут использоваться шнеки, которые сужаются к выходу. Для этого оборудования в качестве главного параметра специалисты рассматривают соотношение рабочего диаметра шнека и его длины. Также различаются шнеки по шагу витков и их глубине.

Главный недостаток одношнекового экструдера заключается в том, что не всегда имеется возможность для их применения. Например, если в качестве исходного сырья выступают порошковые полуфабрикаты, то наличие одного винта в составе оборудования не позволяет справиться с перемешиванием массы в процессе ее расплавления и последующей гомогенизации. В таких случаях выбор делают в пользу двухшнековых экструдеров.

Двухшнековый

Особенность этого оборудования состоит в том, что в нём винты сцеплены между собой. Поэтому при использовании таких экструдеров имеется возможность совершения шнеками параллельных и встречных вращательных движений. Эти рабочие части оборудования могут быть прямыми или коническими.

Использование подобных машин приводит к тому, что в процессе разогрева исходного сырья его смешивание и гомогенизация осуществляется более тщательно. В конечном итоге на головку для формования изделий поступает однородная и дегазированная масса.

Необходимо отметить следующий момент: в отдельных технологических процессах могут использоваться экструдеры, имеющие большее количество шнеков — до 4. Помимо этого нередко применяется планетарный автомат, когда число шнеков, вращающихся вокруг центрального винта, доходит до 20.

Читайте также:
Что такое Ormafoam в матрасе: особенности наполнителя, отзывы о материале

Необходимость в применении такого оборудования возникает при использовании в качестве исходного сырья отдельных видов пластиков, которые в условиях воздействия высоких температур имеют склонность к разрушению. Говоря другими словами, могут лишаться своих основных физических качеств. Таким образом, использование подобных экструдеров обеспечивает нагрев сырья за счет силы трения и высокого давления.

Производство ПВХ-профилей

В настоящий момент востребованным видом изделий являются пластиковые и композитные профили. В большинстве случаев производители изготавливают их, используя метод экструзии. Для изготовления такой продукции в зависимости от применяемого материала, а также сложности и формы изделия задействуются одно- или двухшнековые аппараты, которые имеют соответствующие формовочные головки.

Ассортимент выпускаемых с использованием экструдеров изделий довольно широкий, начиная от тонких нитей и полос и заканчивая листами крупных панелей, которые имеют профиль сложной геометрии. Пластиковые окна и двери, выпускаемые сегодня многими компаниями, собираются с использованием именно ПВХ-профилей, которые изготовлены на экструзионном оборудовании.

При производстве ПВХ-профилей многие производители добавляют в полимерный состав специальные компоненты, что дает возможность изготовления сложных композитов. Например, сегодня многие производители выпускают дерево-пластиковые изделия, которые довольно часто используются для изготовления разных строительных конструкций.

Изготовление труб

В такой сфере, как производство трубных изделий важным условием является отсутствие пузырьков газа в гомогенизированной смеси. По этой причине экструдеры, которые задействуются при производстве такой продукции, производители оснащают системами дегазации. В большинстве случаев применяются шнековые установки. Помимо прочего используют барьерные шнеки, благодаря которым обеспечивается надежное разделение твердого полуфабриката от полностью расплавленного. За счет этого достигается сохранение однородности состава, что положительным образом отражается на качестве выпускаемой трубной продукции и её эксплуатационных характеристиках.

Экструдеры для полиэтилена

Все плёнки, изготовленные из полимерных материалов, производятся компаниями исключительно с использованием способа экструзии. Для производства подобной продукции применяется выдувной экструдер. У оборудования, используемого для производства стрейч-пленки, формовочный узел может иметь вид узкой щели. При применении такого оборудования на выходе получается однослойная пленка, которая имеет необходимые параметры толщины и ширины.

В отдельных моделях могут использоваться круглые щелевые фильеры большого диаметра. При использовании мини-экструдеров можно получить пленку с шириной рукава до 300 мм и с параметром толщины 600 мкм. Такие устройства обладают компактными размерами, что обеспечивает возможность их установки даже в небольшом по площади помещении.

Экструзионные линии

В условиях промышленных предприятий экструзионное оборудование следует рассматривать в качестве главного компонента линии по осуществлению этого процесса. Помимо основного оборудования — экструдера она включает и целый набор других механизмов и устройств:

  • намоточные и отрезочные механизмы. Они используются для приведения изделий в необходимый для складского хранения и транспортировки вид;
  • маркирующие и ламинирующие системы различного принципа действия;
  • механизмы протяжки готовых профилей;
  • система охлаждения. Её установка выполняется на выходе экструдера, чтобы повысить скорость процесса полимеризации готовых изделий. Эти системы могут быть различного типа — воздушные или в виде охлаждающей ванны;
  • система подготовки и загрузки сырья. В отдельных случаях полуфабрикат необходимо предварительно подвергнуть процедуре просушивания и последующей калибровке перед тем, как подавать его в загрузочный бункер.

В составе оборудования могут использоваться и другие механизмы, а также применяться технологические устройства для автоматизации непрерывного процесса производства.

Подводя итоги

Экструзионная технология является довольно популярной в настоящее время. Ее используют при производстве различных изделий. В основном она применяется для изготовления продукции из пластика. Знакомые каждому в нашей стране пластиковые окна и двери изготавливают с использованием этого процесса. Для производства продукции используется такой прибор, как экструдер. Это оборудование отличается несложным устройством, поэтому изготовить экструдер для пластика своими руками — вполне осуществимая задача.

Особенность этого процесса заключается в предварительном подогреве сырья, которое потом подвергается процедуре плавления в условиях определенного температурного режима и давления. Далее полимерная масса продавливается через формовочные насадки, что и позволяет получить изделия с нужными физическими и качественными характеристиками.

Что такое экструдер и экструзия

Экструзия исключает из производственного цикла трудоемкую механическую обработку. Это быстрый и недорогой способ получения пленок, труб, профиля и других изделий, выпускаемых погонажом из полимерного сырья. В статье расскажем, что такое экструдер, как происходит процесс экструзии полиэтилена, разберем тонкости экструзионной технологии.

Что такое экструзия полимеров?

Процесс экструзии происходит при нагреве полимеров максимум до 250 0 С. Производство идет на скорости до 120 метров/минуту. Около 30 % всего объема полимеров перерабатывается по экструзионной технологии с помощью экструдеров. Попробуем разобраться в тонкостях этого процесса.

Экструзия полимеров — это технология получения формовочных изделий из термопластов и их композиций на шнековых прессах. Осуществляется путем продавливания (под давлением) однородного расплава через щель формовочной головки экструдера.

Щель имеет определенную форму, которая определяет геометрию изделия — сайдинг, пленка, оконный ПВХ профиль. В качестве сырья используются гранулы полиэтилена ПВД и ПНД, полипропилена, ПВХ, полистирола и других полимеров.

Экструзия включает в себя следующие этапы:

  1. получение однородного расплава в экструдере;
  2. формование;
  3. охлаждение продукции;
  4. натяжение и намотка (пленки), нарезка (профиль, труба).
Читайте также:
туалетный столик из велосипеда

Устройство и принцип работы экструдера, что это такое

Уже по тому, что слова «экструдер» и «экструзия» являются однокоренными, становится понятным, что экструдер — это основной рабочий орган экструзионной линии.

По длине экструдер для полимеров условно делится на три зоны: загрузки, сжатия расплава и дозирования.

  • Зона загрузки. Гранулы (порошок, вторичное сырье) подаются в бункер самотеком или под напором сжатого компрессором воздуха. Шнек, который приводится в движение работой привода, вращается, и уплотняя полимер до состояния пробки, продвигает его к горячим секциям экструдера.
  • Зона плавления. Здесь шаг между витками начинает уменьшаться. Как следствие один и тот же объем полимера пытается поместиться в уменьшившемся пространстве. Пробка прижимается к обогреваемым стенкам трубы экструдера, плавится, расплав перемешивается. Хотим уточнить, что плавление происходит, в основном, не за счет нагревателей (они лишь интенсифицируют процесс), а из-за огромных сдвиговых деформаций в уплотняющемся полимере.
  • Зона дозирования. На выходе из экструдера полимер продавливается через систему фильтрующих сеток и проходит через формующее отверстие, профиль которого зависит от формы выпускаемой продукции.

Важно! Экструдер может различаться по типу и количеству шнеков. Выпускаются: одношнековые, двухшнековые и многошнековые, дисковые и многодисковые экструдеры.

О конструкции одношнекового экструдера.

Внутри толстостенного корпуса (трубы) вращается шнек — металлический стержень с винтовой навивкой. Шнек перемещает гранулы по направлению к экструзионной головке. Корпус опоясывают секции хомутовых нагревателей, которые греют металл и плавят полимер, прижимаемый винтом к внутренней поверхности трубы. «Горячую» часть оборудования помещают в водоохлаждаемый кожух, и сверху утепляют термочехлом.

Экструзия пленки

Наиболее популярными формовочными изделиями, которые получают с применением экструзии, являются пленки. Их изготавливают из полистирола, полипропилена, полиамида, лавсана, поликарбоната, ПВХ, но самыми востребованными из них являются, конечно же, пленки из экструдированного полиэтилена высокого и низкого давления. Именно на их примере мы рассмотрим, какие этапы этот материал проходит на выходе из экструдера.

Существует два метода экструдирования пленок:

  1. Метод раздува рукава.
  2. Метод плоскощелевой экструзии.

Читайте также какие дефекты могут возникнуть при экструзии пленки и как их устранить.

Метод раздува рукава.

Полимер выдувается из экструдера для пленки через кольцевую щель в формующей головке. Визуально это выглядит, как из фильеры поднимается сплошной пленочный цилиндр, раздуваемый изнутри воздухом. Воздух подается под давлением через дорн — отверстие в центре головки.

Охлаждение при экструзии полиэтилена, в зависимости от ориентации рукава, может производиться по двум схемам:

    Если рукав направлен вертикально вверх или горизонтально, то пленка обдувается воздухом, поступающим через охлаждающие кольца по периметру рукава;

После остывания пленка складывается с помощью специальных «щек» в полотно и протягивается через отжимающие воздух валки. Готовый материал отправляется на намотку.

Чем быстрее охладить расплав полиэтилена на выходе из экструдера, тем выше будет прозрачность и блеск пленки. Почему так происходит? Дело в том, что при остывании в пленке образуется два вида молекулярных структур — кристаллическая и амфорная. Когда материал охлаждают медленно, то макромолекулы полимера успеют сформироваться в кристаллы, и экструдированная пленка будет мутной и неэластичной, но прочной. При быстром охлаждении кристаллы не успевают соединиться и пространство между ними заполняют амфорные связи, придающие пленке прозрачность, хорошую эластичность и гибкость.

Метод плоскощелевой экструзии.

Отверстие в фильере плоскощелевого экструдера протачивают в виде тончайшей щели. Пленка из формовочной головки выходит в виде непрерывного полотна определенной толщины и ширины.

Существует два варианта охлаждения пленки полученной плоскощелевым методом:

  1. Первый, это когда экструзионный полиэтилен сразу же после формования подается на охлаждающий барабан, температура поверхности которого поддерживается на уровне 30…50 0 С.
  2. Второй вариант — пленку пропускают через ванну с проточной водой. Такое шоковое охлаждение позволяет получать блестящий и прозрачный материал, но есть свои нюансы. Когда пленка заходит в воду, она вызывает рябь на ее поверхности, из-за которой на полиэтилене появляются пятна.

После охлаждения и сушки полиэтилен протягивается через натягивающие валы и идет на намотку.

Соэкструзия и коэкструзия.

Соэкструзия — это технология, использующаяся для получения многослойных пленок.

В качестве сырья может использоваться: полиэтилен низкой и высокой плотности, полипропилен, полиамидная пленка и др. полимеры. Гранулят этих пластических масс плавится в разных экструдерах, после чего соединяется и проходит через одну формовочную фильеру (головку). Для прочного склеивания нужно, чтобы молекулярная сетка полимеров была похожа по структуре. Но если нужно связать барьерный слой, например, EVOH и линейный полиэтилен, то потребуется специальные вяжущие сополимеры.

Соэкструзионные многослойные пленки используются для вакуумирования продуктов, как транспортная упаковка, с/х пленка (для мульчирования, пленка с эффектом антифог), упаковка фармацевтических препаратов.

По похожей технологии, которая получила название коэкструзия, изготавливают панели сайдинга и профиль ПВХ. Поливинилхлорид — основа профиля, занимает около 80% толщины панели, оставшиеся 20% — акрил. Как и в случае соэкструзии, используется работа двух коэкструдеров, где отдельно плавят ПВХ и акрил. Соединяются эти расплавы в щелевой филере, откуда выходят уже готовым спаянным изделием.

Коронарная обработка пленки после экструзии

Химическая инертность и малая поверхностная энергия пленки делают ее невосприимчивой к типографской или любой другой краске. Нанесение покрытия на поверхность полиэтилена станет возможным, если его поверхностная энергия будет хотя бы на 10 дин/см выше энергии наносимой краски. В ином случае краска будет просто собираться в капли. «Подзарядить» пленку можно коронированием. Каждая экструзивная линия оборудована активатором обработки коронным разрядом, который состоит из: генератора, трансформатора и электродов. При пропадании пленки в область электромагнитного поля растет ее поверхностная энергия и повреждается верхний слой макромолекул (микротравление).

Читайте также:
Чем отличается сотовый поликарбонат от монолитного поликарбоната?

Применение технологии экструзии

  • Химическая промышленность. Почти все термопласты и их композиции могут перерабатываться экструзией в готовые изделия (пленки, трубы, оболочки изоляции, сайдинг, листы).
  • Производство комбикорма. Измельченное сырье для производства комбикорма поступает в экструдер, где подвергается уплотнению, сжатию и температурной обработке при температуре до 200 0 С. Этот способ переработки повышает питательность и усвояемость корма, сохраняет в нем витамины и препятствует размножению микроорганизмов.
  • Брикетирование твердого биотоплива. Переработка биомассы (торфа, угольной пыли, шелухи подсолнечника, отходов сахарного производства, соломы сои, щепы) и прессование ее в гранулы или брикеты производится на экструдерах;
  • Пищевая промышленность. Макароны, кукурузные палочки и хлопья, жевательная резинка и чипсы, соевые продукты— все эти продукты изготавливают с помощью пищевой экструзии.

Развитие экструзионного производства сейчас идет сейчас по трем направлениям. Это: усовершенствование существующего оборудования, применение новых композиций полимеров, совершенствование автоматизированных систем управления. Последнее направление представляется наиболее актуальным — уже сейчас в России появились установки оборудованные АСУ на основе микропроцессора. Они позволяют автоматически контролировать не только работу экструдера, но и системы подготовки сырья, калибровки и обрезки готовых изделий.

Экструдеры для пластика – принцип действия и сферы применения

Одной из основных технологий переработки пластмасс и изготовления из них разнообразных деталей и профильной продукции является экструзия. Заключается она в приготовлении расплава полимеров с последующим продавливанием его через формующие сопла – специальные насадки, придающие материалу заданную форму. Главным элементом производственной линии, использующей подобную методику, является экструдер для пластика.

Принцип работы экструдера

Экструдер представляет собой электромеханическое устройство, непосредственное предназначенное для процесса формовки пластмассовых профильных деталей их полуфабрикатов. Общее устройство экструдера для пластика:

  • Корпус с системой нагрева до необходимой температуры плавления полимеров. В качестве источника тепловой энергии могут использоваться привычные резистивные системы или индукционные, создающие высокие температуры за счет наведенных на их корпус высокочастотных индукционных токов Фуко.
  • Узел загрузки, через который различными способами сырье поступает в полость корпуса.
  • Рабочий орган, создающий необходимое давление для перемещения сырья от узла загрузки до формующих насадок. Используются различные физические принципы, так это механизм может быть поршневым, дисковым или шнековым. Наибольшее распространение получили именно шнековые экструдеры.
  • Экструзионная головка (иначе – фильера), задающая форму получаемых изделий.
  • Механический привод (двигатель и редукторная система), создающий и передающий на рабочий орган необходимое усилие.
  • Системы контроля и управления, поддерживающие необходимый технологический режим.

Загруженное в виде гранул, порошка или лома сырье под действием рабочего органа перемещается в рабочую зону корпуса, где под действием давления, трения и подаваемой извне температуры нагревается и плавится до состояния, требуемого по условиям технологического процесса.

В ходе движения в полости корпуса сырье тщательно перемешивается до однородной гомогенизированной массы.

Под действием высокого давления расплав продавливается через сетчатые фильтры и формующие головки, где происходят его окончательная гомогенизация и придание заданного профиля.

Затем, охлаждаясь естественным или принудительным способом, он полимеризуются, и в итоге получаются изделия необходимой конфигурации с заданными физическими и механическими свойствами.

Видео: “Как работает экструдер?”

Виды экструдеров

Современные экструзионные установки различаются как по схеме рабочего органа, так и по своему целевому предназначению.

Экструдеры одношнековые и двухшнековые

Шнековые (червячные) экструдеры – наиболее распространенные, так как практически в полной мере отвечают всем требованиям технологического процесса. Рабочим органом выступает шнек экструдера (винт Архимеда, известный каждому хотя бы по домашним мясорубкам).

Лопасть шнека экструдера захватывает сырье в области загрузки и перемещает последовательно по всей длине цилиндра корпуса, через зону нагрева, гомогенизации и формовки. В зависимости от технологической карты и вида исходного материала шнеки могут быть нормальными или быстроходными, цилиндрической или конической формы, сужающиеся к выходу. Одним из главных параметров является соотношение рабочего диаметра шнека к его длине. Различаются также шнеки шагом витков и их глубиной.

Однако одношнековые экструдеры не всегда применимы. Например, если в качестве сырья используется порошковый полуфабрикат, один винт не справится с тщательным его перемешиванием в ходе расплавления и гомогенизации.

В подобных случаях применяют двухшнековые экструдеры, винты которых могут находиться во взаимном зацеплении, совершать параллельное или встречное вращательное движение, иметь прямую или коническую форму.

В результате процессы разогрева, смешения и гомогенизации проводятся более тщательно, и на головку поступает полностью однородная и дегазированная масса.

Нельзя не отметить, что в некоторых технологических процессах применяются экструдеры и с большим количеством шнеков – до четырех, а кроме того, существуют и планетарные автоматы, когда вокруг центрального винта вращается до 12 сателлитных.

Это бывает необходимым при работе с некоторыми видами пластиков, которые под действием высоких температур имеют свойство к деструкции – потере физических качеств. Таким образом, их нагрев в подобных экструдерах осуществляется за счет силы трения и создаваемого высокого давления.

Читайте также:
Установка и грозозащита телевизионных антенн в частном доме

Экструдер для ПВХ профиля

Производство пластиковых или композитных профилей в большинстве случаев производится именно методом экструзии. Для этого, в зависимости от материала и сложности формы изделия, используют одно- или двухшнековые аппараты с соответствующими формующими головками.

Ассортимент весьма обширен – от тонких нитей или полос до листов, крупных панелей и сложных по геометрии профилей. Ставшие всем привычные пластиковые оконные и дверные системы собираются из ПВХ-профилей, изготовленных именно таким способом.

Добавка в полимер специальных компонентов позволяет выпускать сложные композиты, например, дерево-пластиковые конструкции, которые также часто применяются при изготовлении различных строительных конструкций.

Экструдер для производства труб

При производстве трубной продукции очень важным условием является отсутствие в гомогенизированной смеси пузырьков газа, поэтому экструдеры для труб в обязательном порядке оснащаются системой дегазации. Обычно это – двухшнековые установки, в которых, помимо прочего, применяются так называемые барьерные шнеки, надежно разделяющие еще твердый полуфабрикат от полностью расплавленного. Это обеспечивает полную однородность состава, что очень важно для эксплуатационных качеств выпускаемой трубы.

Экструдеры для полиэтилена

Все полимерные пленки изготавливаются исключительно способом экструзии. Для производства плёнок используется выдувной экструдер. Формующий узел экструдера для стрейч пленки может быть выполнен в виде узкой щели –на выходе получается однослойная пленка необходимой толщины и ширины.

В некоторых моделях используются круглые щелевые фильеры большого диаметра – пленка получается в виде рукава.

Мини экструдеры для пленки производят полиэтилен шириной рукава до 300мм и толщиной до 600 мкм. Небольшой размер устройства позволяет установить его даже в обычном помещении.

Экструзионные линии

В промышленных условиях экструдер – это один из главных компонентов целой экструзионной линии, которая включает, помимо него, ряд других установок и механизмов:

  • Система подготовки и загрузки сырья – иногда полуфабрикат нуждается в предварительной просушке и калибровании перед подачей в загрузочный бункер.
  • Система охлаждения – устанавливается на выходе экструдера для ускорения процесса полимеризации изделий. Могут быть различного типа – воздушные или в виде охлаждающих ванн.
  • Механизмы протяжки готовых профилей.
  • Маркирующие и ламинирующие системы различного принципа действия.
  • Намоточные и отрезные механизмы для приведения изделий в требуемый для складского хранения и транспортировки вид.

Могут использоваться и другие механизмы и технологические устройства для автоматизации непрерывного процесса производства.

Производители экструзионных линий

Экструзионные линии пользуются огромным спросом, и их производство налажено во многих странах Европы и Азии. Традиционными лидерами в производстве подобного оборудования считаются австрийские производители, практикующие выпуск подобных линий еще с середины прошлого столетия. Европейские системы всегда отличали высочайшее качество, использование самых современных инновационных разработок в области технологии обработки пластмасс.

В последнее время на рынок экструзионных линий активно поставляется продукция китайских производителей. Вопреки расхожему мнению, это вовсе не говорит о ее низком качестве – и надёжность, и характеристики выпускаемого оборудования в целом отвечают современным требованиям. Кроме того, цены на экструдеры из Китая могут быть значительно ниже европейских.

Стараются не отстать от жизни и отечественные промышленники. Так, пользуются спросом экструзионные линии «Полипром Кузнецк», выпускаемые в Пензенской области, или «Группы компаний СТР» из подмосковных Подольска и Воскресенска.

Цена на экструдеры для пластика варьируются от страны-производителя и индивидуальных характеристик устройства.

Дробилка для пластика: устройство, модели, самостоятельное изготовление

Отходы из полимерных материалов можно не просто утилизировать, а переработать (чаще всего это делают специализированные организации). Но переработку можно организовать и дома – полимерные материалы можно использовать в приусадебном строительстве. Поговорим, как сделать дробилку для пластика своими руками.

Конструкция и типы

Конструкция дробилки предельно проста. Ее главный элемент – это ротор, который вращается внутри специальной камеры. Расстояние между ротором и стенками камеры небольшое. В нижней части камеры расположены стальные ножи. Когда в дробилку попадает пластмасса, она сильно прижимается к ножам и в результате движения по ним измельчается.

Разновидности и отличия

Ножи, расположенные в камере, могут быть разных форм. Наиболее распространены две:

  • Наклонная. Расположены под углом, благодаря чему лучше захватывают материал, поступающий в дробилку. Больше всего подходят для работы с различными пленками, ПЭТ-тарой.
  • Двойные. На конце нож разделяется на два лезвия. Благодаря этому резка более эффективна. Такая конфигурация ножей также подходит для полимерных пленок и ПЭТ-тары.
  • Прямые. В этом случае ножи расположены под углом 90 о , то есть прямо перпендикулярно ротору. Такая конфигурация подходит для измельчения крупных и твердых отходов (например, ПЭТ-бутылок, пластмассовых ящиков и других).

Ножи могут быть подвижными (статорными) и неподвижными (роторными). В первом случае они размещены на валу, который вращается перпендикулярно ротору дробилки. Во втором – закреплены на дне камеры агрегата (иногда – на боковых стенках).

Если вал один, а ножи статорные, используют один привод. Если ножи подвижны, применяют два привода. Однако в последнем случае иногда все равно используют один. Нужно понимать, что это повлияет на производительность аппарата в худшую сторону.

Покупка или самостоятельное изготовление?

Если дробилку для пластика планируется задействовать на производстве по переработке полимерных отходов, имеет смысл тогда покупка нового агрегата. Он будет надежнее и производительнее прибора, изготовленного самостоятельно.

Читайте также:
ТОП 13 средств, как в домашних условиях очистить кисточку от краски

А вот если дробилка нужна для периодической утилизации пластика на приусадебном участке, расходы на приобретение агрегата совершенно не оправданны. Новый прибор стоит от 350 000 рублей (зависит от модели и производительности). На вторичном рынке агрегат можно найти за 75 000 – 100 000 рублей, что тоже недешево. Поэтому в таком случае оптимальный вариант – изготовить устройство самому.

Самостоятельное изготовление

Устройство роторной дробилки для пластика.

Разберем процесс создания агрегата своими руками.

Материалы и инструменты

Для работы потребуются следующие материалы:

  • стальной профиль;
  • оцинкованное железо;
  • электродвигатель;
  • элементы ременной передачи (диски, ремень);
  • пилы от болгарки (минимум 4);
  • прокатный профиль;
  • стальная ось.

Также для работы будет нужен сварочный аппарат.

Подготовка деталей

Подготовка деталей дробилки состоит из нескольких этапов:

  1. Подготовка чертежа. Чтобы не ошибиться в работе, перед ее началом нужно подготовить чертеж агрегата. На нем надо определить примерное расположение всех конструктивных элементов устройства, его размеры.
  2. Сборка рамы. В роли рамы дробилки будет выступать каркас из стального профиля. Его необходимо сварить. Формируем кубическую раму, с одного бока привариваем места для крепления электродвигателя. В середине каждой стороны куба навариваем еще одну полоску профиля, чтобы укрепить каркас.
  3. Обустройство крепления мотора. К расположенной сбоку рамке для крепления электродвигателя привариваем посадочные места для болтов.
  4. Обустройство крепления вала. Привариваем муфты для ротора. Делаем это с учетом их размеров, а также того, что они будут находится на подшипниках.
  5. Сборка камеры. Камеру лучше всего сделать из оцинкованного железа. Изготавливаем из него усеченную перевернутую пирамиду, основание которой точно входит в верхнюю часть рамы. Соединяем железо сваркой или болтами.
  6. Изготовление ротора. Для ротора используют прокатный профиль, который протачивают под ножи и подшипники. На вал наваривают диск для ременной передачи.
  7. Изготовление ножей. Для создания блока ножей пилы от болгарки небольшого диаметра надевают на вал и приваривают к нему.

Сборка

Чтобы собрать дробилку, надо:

  1. Прикрепить двигатель на посадочное место.
  2. Установить в муфты ротор.
  3. Приварить блок с ножами.
  4. Соединить ротор и электродвигатель с помощью ременной передачи.

Дробилка готова. Для измельчения пластик аккуратно направляют в пространство между ротором и блоком с ножами. Они перемалывают материал. Результат переработки сыплется в отверстие камеры, расположенное в нижней части агрегата.

Обзор фабричных моделей

Если все-таки решили покупать дробилку, предлагаем обзор лучших недорогих фабричных моделей устройства.

SHINI 1621N

Относительно недорогой вариант, цена которого начинается от 200 000 рублей. Идеально подойдет для небольшого производства по переработке пластмассы.

Имеет блок управления, позволяющий выставить необходимую скорость работы. Подача сырья для дробления осуществляется через высокий металлический раструб. Это защищает оператора станка, снижая риск получить травму.

Параметры
Мощность 1,5 кВт
Количество и тип ножей 2, подвижные
Габариты (мм) 1200х505х630
Масса (кг) 175

СТДБ-60Е

Недорогая дробилка отечественного производства.

Имеет максимально простое устройство и состоит из:

  • стального стола-основания;
  • двигателя;
  • раструба;
  • камеры;
  • ножей.

Подходит для работы с любыми пластиковыми отходами. Имеет компактные размеры. Благодаря относительно низкой цене (от 80 000 рублей) может быть приобретена для использования в подсобном хозяйстве. Несмотря на это, обладает высокой производительностью, благодаря чему может быть использована на небольшом производстве.

Параметры
Мощность 11 кВт
Количество и тип ножей 2, подвижные
Габариты (мм) 1000х500х1700
Масса (кг) 220

HSS-230A

Производительная промышленная дробилка, которую можно приобрести за 130 000 – 150 000 рублей. Универсальная – подходит для измельчения любых типов полимерных материалов (в том числе твердого пластика).

Обладает высокой производительностью. Ее удалось добиться благодаря каскадному расположению ножей, при котором они находятся один над другим с незначительным отступом. Имеет 6 подвижных режущих элемента. Ближе к выходу из камеры расположено еще 2 стационарных.

Параметры
Мощность 4 кВт
Количество и тип ножей 6, подвижные
Габариты (мм) 1080x760x1200
Масса (кг) 305

HARDOX SLU-330PET

Узкоспециализированная дробилка, предназначенная исключительно для измельчения ПЭТ-бутылок.

Обладает большой мощностью (22 кВт), которая обеспечивает высокую производительность работы.

Цена оборудования – порядка 700 000 рублей. Из-за этого для приусадебного участка оно не подойдет. А вот для небольшого предприятия по переработке ПЭТ-тары – вполне.

Параметры
Мощность 22 кВт
Количество и тип ножей 2, из которых 1 подвижный
Габариты (мм) 1200х1750х3450
Масса (кг) 1780

PC-250

Компактная универсальная дробилка, которая подходит для работы с любыми типами полимерных отходов. Стоимость агрегата находится в диапазоне от 75 000 до 95 000 рублей.

Параметры
Мощность 4 кВт
Количество и тип ножей 3, подвижные
Габариты (мм) 930х620х1200
Масса (кг) 180

Как использовать переработанный пластик

Измельченные полимерные отходы можно использовать как присадку к цементу. Для кладки кирпича такой раствор не годится. А вот для залития площадок и дорожек, подготовки основания для укладки тротуарной плитки – вполне.

Также из измельченного пластика можно самостоятельно отличать полимерную плитку, декоративные элементы.

Подведем итоги

Дробилку для пластика можно изготовить самостоятельно. Для этого понадобится стальной профиль, оцинкованное железо, электродвигатель, некоторые другие материалы. В ходе работы будет нужна сварка. Если средства позволяют, агрегат можно купить. Самые дешевые новые модели стоят в среднем от 350 000 рублей. На вторичном рынке их можно найти по более низкой цене. Измельченный пластик можно применять для строительства или продавать.

Читайте также:
Уличная печь с мангалом

Читайте также другие полезные статьи:

Видео-совет: как сделать дробилку для пластика своими руками

Экструдеры: разновидности, принцип работы

Автоматизация и механизация труда требует разработки разнообразного оборудования. Широкое применение в самых разных областях получили экструдеры. Многие процессы в настоящее время просто невозможны без них. Экструдер: что это такое, виды и принципы работы – эти вопросы интересуют многих людей и заслуживают отдельного внимания.

Что такое экструдер?

Экструдер – это специальное оборудование (машина) для изготовления длинномерной продукции из пластичных или сыпучих материалов с использованием принципов экструзии. В свою очередь, экструзия представляет собой технологический процесс непрерывного выдавливания расплава или пастообразного вещества через формующий инструмент, позволяющий в непрерывном режиме получать изделия заданной формы и размера.

В задачу данного оборудования входит:

  1. создание нужного запаса сырья для непрерывной работы;
  2. подготовка его к формованию (расплавление, дегазация, гомогенизация и т. п.);
  3. транспортировка к формующему инструменту;
  4. формование и калибровка изделия.

Для обеспечения полноценного, непрерывного технологического процесса экструдер объединяется с другим оборудованием в экструзионную линию.

Важно! Главное преимущество экструдеров – возможность получения изделий непрерывной длины с последующим нарезанием на участки требуемых размеров.

Оборудование обладает высокой производительностью и обеспечивает точное формование. Система регулировки позволяет изменять ширину и толщину изделий. Обслуживается машина просто, и оператору не приходится затрачивать физические силы.

Виды устройств

По принципу действия различаются три основных типа экструдеров:

  1. Шнековые установки. Подача сырья на формующий инструмент осуществляется с помощью шнека (винта Архимеда). По сути, аналогичный винт используется в обычных мясорубках. В экструдере он захватывает сырье, уплотняет и продавливает через формующий инструмент. Шнек может иметь разную длину в зависимости от перерабатываемого материала.По мере продвижения по спирали винта сырье прогревается до нужной температуры и гомогенизируется. Из него удаляются газы. Шнековый тип считается наиболее распространенным и используется в разных областях производства.
  2. Плунжерные или поршневые установки. Они отличаются тем, что в камеру поступает четко дозированное количество материала, которое затем выдавливается поршнем через отверстие. Такая технология позволяет получать штучные изделия в непрерывном режиме с четко заданными размерами и формой.Широко применяются такие экструдеры при таблетировании изделий, в т. ч. для изготовления лекарственных таблеток. Могут использоваться для производства пластмассовых и резиновых изделий.
  3. Плоскощелевые установки. В них выдавливание материала осуществляется через узкую щель, что позволяет получать пленки и рулонные изделия. Подача сырья на формующий инструмент может производиться шнеком, плунжером или иным способом. Важно после выхода из щели сформованное изделие быстро охладить для сохранения формы.

Шнековые экструдеры классифицируются по количеству рабочих органов и по некоторым важнейшим характеристикам. По количеству винтов выделяются такие разновидности:

  1. Одношнековые установки. Это наиболее распространенный вариант, когда переработка осуществляется одним винтом.
  2. Двухшнековая установка. В ряде случаев требуется тщательная гомогенизация сырья, а предыдущий вариант ее не обеспечивает. Часто такая необходимость возникает при работе с порошковым полуфабрикатом. В этом случае параллельно устанавливаются два шнека, находящиеся во взаимном зацеплении. Они могут вращаться в одном или противоположном направлении.
  3. Для обеспечения еще более тщательного перемешивания могут использоваться многошнековые установки (до четырех шнеков). К этой категории можно отнести и планетарные системы, когда вокруг основного шнека вращается несколько (до 12 штук) сателлитных винтов.

Помимо конструктивных особенностей, шнековые экструдеры могут отличаться по скорости вращения. Как правило, используется нормальный или стандартный вариант. Для повышения производительности применяются быстроходные шнеки.

Устройство экструдеров

Устройство экструдеров зависит от их разновидностей, но у всех есть определенные общие принципы конструирования. Выделяются такие основные узлы:

  1. Бункер. Он необходим для обеспечения непрерывной работы оборудования. В нем создается необходимый запас сырья. Загрузка может осуществляться вручную или механизированным способом.
  2. Корпус (цилиндр), внутри которого располагается подающий механизм (шнек или плунжер).
  3. Привод механизма. Движение шнеку или поршню задает электродвигатель значительной мощности через редуктор. Скорость его вращения регулируется.
  4. Система нагрева. Нужная температура в цилиндре обеспечивается нагревательными обмотками, установленными поверх корпуса. Обычно выделяется несколько зон с разной температурой для постепенного нагрева материала. Нужная температура каждой зоны устанавливается оператором и поддерживается автоматически.
  5. Контролирующие приборы. Для обеспечения нужного качества устанавливаются приборы, регистрирующие температуру, скорость вращения и поступательного движения изделия.
  6. Головка с формующим инструментом. Важнейший узел экструдера – формующий инструмент. Он устанавливается в специальной головке, где предусмотрена четкая корректировка его расположения. В зависимости от назначения экструдера в инструменте формируется выход нужного размера. Он может быть круглым, прямоугольным, щелевым, различной сложной формы.

Интерес представляет конструкция шнека как наиболее распространенного механизма. В зависимости от назначения он различается:

  • длиной;
  • диаметром;
  • шагом;
  • глубиной нарезки витков.

Определяющим параметром считается отношение диаметра шнека к его длине. Шаг и глубина нарезки витков могут быть одинаковыми по всей длине или различаться по зонам по мере расплавления материала. По форме шнек может быть цилиндрическим или коническим.

Для обеспечения полноценного производственного цикла собирается экструзионная линия. Она включает:

  • охлаждающий узел;
  • систему роликов для удержания нужной формы до полного отвердения массы;
  • тяговое устройство для обеспечения продольного продвижения длинномерного изделия или конвейер для штучных изделий;
  • приемное устройство для сбора готовой продукции.
Читайте также:
Стакан для зубных щеток - современный дизайн, материалы и особенности применения аксессуара

Особые требования выдвигаются к охлаждающей системе, т. к. ряд материалов (например, пластик) может растрескаться при резком охлаждении. В этом случае система формируется из ванн с водой, причем в них поддерживается нужная температура жидкости.

Принцип работы

Общий принцип работы любого экструдера – выдавливание гомогенизированного материала через выход формующего инструмента, что обеспечивает необходимую форму, размеры и структуру изделий. Для совершения такого процесса важно обеспечить следующие условия:

  • создание необходимой структуры материала;
  • и обеспечение давления в головке для выдавливания массы через отверстие инструмента.

Форма и размеры изделия зависят напрямую от аналогичных параметров выходного отверстия.

Экструдер может обеспечивать такие виды экструзии:

  1. Холодное формование. Оно подразумевает только механическое воздействие. Порошковый или измельченный полуфабрикат только тщательно перемешивается и прессуется для придания нужной формы. Аналогично можно перерабатывать и пастообразное сырье.
  2. Теплая экструзия. В этом варианте нет специального нагрева. Частичный разогрев материала происходит только за счет механического воздействия.
  3. Горячая экструзия. Сырье расплавляется, гомогенизируется и под давлением выдавливается наружу. В этом методе помимо механического движения шнека (поршня) предусматривается принудительный нагрев до высоких температур. При этом в головке развивается высокое давление.

Шнек при горячей экструзии работает следующим образом:

  1. Сырье из бункера попадает в зону питания, где остается в твердом состоянии, но уплотняется за счет винтовой подачи.
  2. Далее масса попадает в зону пластификации, где под нагревом расплавляется, перемешивается и спрессовывается.
  3. Окончательная гомогенизация обеспечивается в зоне дозировки. Здесь расплав становится полностью однородным и обеспечивается давление для его выдавливания через формовочный инструмент.

Справка! При работе экструдера качество расплава зависит от температуры нагрева, скорости вращения шнека и создаваемого давления. В современных установках эти параметры корректируются автоматически при изменении одного из них. Важно обеспечить их постоянство при длительной работе оборудования.

В каких сферах применяют экструдеры?

Экструдеры разного типа широко применяются в различных областях деятельности человека:

  1. Переработка пластмассы и резины. В эту категорию входит обширный список продукции: трубы, профили, пленки, рулонные материалы, изоляция кабельных изделий и т. д.
  2. Переработка вторичного сырья. С помощью экструдеров возвращаются в производство отходы пластмасс (пакеты, бутылки, банки и т. д.).
  3. Порошковая технология. Особую область представляет изготовление ферритов.
  4. Пищевая промышленность: макаронные изделия, колбасы, шоколад, батончики и другие кондитерские изделия.
  5. Создание кормовой базы. Экструдеры позволяют подготовить корма для животных, которые имеют заданную структуру, и создают возможность оптимального хранения.
  6. Топливные брикеты.
  7. Фармакология. Экструдеры широко применяются при изготовлении таблеток.

Можно выделить такие типы экструдеров по области применения:

  1. Кормовые установки. Применяются чаще всего шнековые экструдеры. С их помощью перерабатывается зерновое и травянистое сырье для получения комбикормов. На выходе из экструдера можно получить длинномерную трубку или гранулы.
  2. Установки для пищевой промышленности. Часто используется холодная экструзия. Так готовятся, например, крабовые палочки. Масса просто уплотняется и выдавливается через фильеры.Применяется подобная технология и в кондитерском деле. Заготовка батончиков или конфет выдавливается холодным способом, а затем заготовка режется и покрывается горячим шоколадом. Достаточно давно с помощью шнековых экструдеров делаются макаронные изделия. В качестве полуфабриката используется тесто из твердых зерновых сортов.
  3. Фармакологические установки. Экструдеры плунжерного типа обеспечивают высокую точность дозировки, что обеспечивает поточное производство таблеток.
  4. Экструдеры для изготовления пластиковых труб. Это один из самых сложных вариантов. В формовочном инструменте кольцевой зазор формируется двумя элементами – дорном и матрицей:
    • первая деталь имеет размер внутреннего канала;
    • а вторая определяет внешний размер.

Изменяя расстояние между ними, можно варьировать толщину стенок трубы. Важную роль играет система охлаждения. Труба при выходе из экструдера обладает чрезмерной мягкостью, а потому устанавливаются специальные ролики, которые позволяют сохранить форму.

  • Экструдеры для изоляции проводов. Они во многом аналогичны предыдущему варианту. Отличие заключается в наличии сердечника (токопроводящей жилы), которая пропускается через дорн. Экструзионная линия комплектуется отдающим устройством для жилы, а скорость ее протягивания существенно влияет на толщину изоляции и ее адгезию. В линии четко согласуются усилие тяги и скорость вращения шнека.
  • Экструдеры для пленок. Они имеют щелевой формовочный инструмент. Важно обеспечить эффективное охлаждение сразу при выходе из головки. Для этого устанавливаются специальные вентиляторы. Охлажденная пленка наматывается на приемный валик. Натяжение пленки не должно приводить к ее вытягиванию и уменьшению толщины.
  • Грануляторы. При переработке вторсырья необходимо придать ему форму, удобную для дальнейшего использования. Термопластичные полимеры измельчаются и загружаются в бункер экструдера. В нем материал измельчается, гомогенизируется, а готовые гранулы выдавливаются через решетчатый инструмент.
  • Существует множество и других вариантов исполнения экструдеров. Они выбираются по назначению и исходному сырью.

    Какие задачи входят в работу оператора?

    На современных экструзионных линиях установлено достаточное количество датчиков и приборов, обеспечивающих контроль и поддержание необходимых параметров. Автоматически происходит их взаимная увязка.

    Однако главной задачей оператора становится правильная установка начальных данных, т. е. задание режима. Прежде всего необходимо установить температуру по зонам и скорость вращения шнека. От этого будет зависеть качество продукции и давление в головке, что важно для обеспечения безопасности.

    Правильность установок проверяется визуально после анализа образца выдавленной массы. Оценивается его:

    • гомогенность;
    • отсутствие пор;
    • размеры;
    • форма изделия и другие важные характеристики.

    После этого процесс запускается, а режим поддерживается автоматически. Достаточно контролировать показания приборов и при необходимости принимать меры. Если в процессе работы возникает необходимость изменения размеров, то может потребоваться замена формирующего устройства или внесение корректировки в начальные параметры.

    Экструдеры разного типа широко применяются в различных областях деятельности человека. Особенно актуальны они для производства изделий из пластмассы. Данное оборудование обеспечивает изготовление высококачественной продукции с высокой производительностью.

    Важно правильно оценить предъявляемые требования и выбрать нужную установку. На российском рынке представлены модели известных производителей, что дает возможность подобрать оптимальный вариант.

    Способы переработки полимеров. Часть 1. Экструзия.

    Пластик окружает нас в современном мире практически всюду, без пластмассовых изделий уже тяжело представить нашу жизнь. Мы уже много писали на нашем сайте статей по различной обработке полимеров и оборудованию для переработки пластика. Давайте в данной статье попробуем систематизировать все данные о способах обработки полимеров и оборудовании для этого. После прочтения вы поймете, какие же методы переработки полимеров существуют, и какие электронагреватели при этих методах должны использоваться.

    Экструзия

    Экструзией называется процесс в производстве, который заключается в механическом продавливании расплавленного полимера через калибрующее отверстие с соответствующим готовому изделию профилем.

    В процессе производства пластиковых изделий на экструдере работы выполняются непрерывно, что позволяет обеспечить очень высокий уровень производительности, легкую автоматизацию процессов, экономичность и высокое качество продукции.

    Оборудование для экструзионной обработки полимеров называется экструдером. Типов экструдеров существует огромное множество, но наиболее распространенными все же являются поршневые и шнековые экструдеры.

    Шнековые или червячные экструдеры – это оборудование с одно или двухшнековыми прессами, но чаще встречаются одношнековые экструдеры. Если же нужно в процессе производства обеспечить максимальное качество смешивания материала и нет нужды в высоком давлении при формовании, используют такие типы экструдеров, как дисковые или шнеково-дисковые.

    Одношнековый экструдер, который вы можете рассмотреть на рисунке 1 состоит из цилиндрического корпуса (2), который должен нагреваться при помощи кольцевых электронагревателей (3). Внутрь него помещается шнек (4), который вращается в результате работы электрического двигателя (7) через редуктор (6). Редуктор нужен для ступенчатой регулировки частоты вращения шнека. Вращение шнека может регулироваться также и бесступенчатым способом, но для этого применяются дополнительные устройства.

    В процессе работы экструдера в бункер для загрузки сырья (5) засыпают гранулированный полимер, после чего он поступает в цилиндр экструдера. Шнек при вращении продвигает материал по цилиндру. Такой же принцип реализован в обычной мясорубке, с устройством которой мы все знакомы. Только при горячей экструзии материал в цилиндре при движении дополнительно нагревается за счет внешних кольцевых электронагревателей.

    Тот участок цилиндра, в котором гранулы полимера еще имеют твердое состояние, называют загрузочным сектором, а там где он начинает расплавляться наступает зона плавления. Участок, при котором наступает плавление пластика и формование из него профиля через формующую головку, называется зоной выдавливания. Формующая головка прикрепляется к фланцу (1). Избыточное тепло от нагревателей в каждой из зон обеспечивается воздушным или водяным охлаждением или специальными кольцевыми нагревателями с охлаждением для экструдеров.

    Нагревательные элементы для цилиндра экструдера

    В качестве нагревательных элементов для экструдеров используются кольцевые нагреватели или, как они еще называются, хомутовые нагреватели. Кольцевые ТЭНы изготавливаются под заказ в форме колец или полуколец для более удобного монтажа на цилиндр экструдера. Существует несколько основных разновидностей кольцевых нагревателей для экструдеров:

    Кольцевые керамические нагреватели. Это электронагреватели резистивного типа, в которых нихромовая греющая спираль помещается в пазы керамических стеатитовых изоляторов. Наружный корпус из нержавейки защищает нагреватель от механических повреждений и удобно фиксирует ТЭН на цилиндре при помощи крепежных зажимов. Кольцевые керамические ТЭНы имеют мощность до 9 Вт на см2 и максимальную температуру нагрева в 700°C.

    Кольцевые миканитовые нагреватели. Миканитовые ТЭНы, в отличие от керамических, имеют в качестве изолятора слюдяной материал в виде прессованых пластин. Они характеризуются меньшей мощностью и имеют максимальную температуру нагрева в 350 градусов, однако кольцевые нагреватели данного вида можно изготавливать с различными отверстиями и вырезами для полного прилегания к поверхности цилиндра экструдера.

    Сопловые нагреватели для экструдера. Сопловые стальные и латунные ТЭНы разработаны специально для сопел экструдеров, они имеют совсем небольшие размеры и повышенную мощность и температуру нагрева.

    Кольцевые нагреватели с охлаждением. Миканитовые и керамические кольцевые ТЭНы могут оборудоваться специальными охладительными кожухами с вентиляторами, которые могут быстро охладить нагревательный элемент.

    Алюминиевые литые нагреватели. Литые нагреватели создаются путем заливки в специальной пресс-форме обычного трубчатого электронагревателя. Алюминиевые ТЭНы недорогие, но надежные элементы нагрева. В литых ТЭНах из алюминия может быть также встроенная водяная или воздушная система охлаждения.

    Утепленные кольцевые нагреватели. Кольцевые керамические ТЭНы можно также оборудовать утепляющими кожухами из минерального волокна. При этом потребление электроэнергии такими нагревателями уменьшается почти на 25%, что делает их самыми экономичными из всех кольцевых ТЭНов.

    В компании Полимернагрев вы можете заказать изготовление кольцевых нагревателей для экструдера любого типа с индивидуальными характеристиками. Подробнее смотрите на страницах товара в разделе с кольцевыми нагревателями.

    Формующие головки экструдера – это особый инструмент, который придает струе расплавленного полимера форму готового изделия. В зависимости от типа готовой продукции формующая готовка может быть круглой формы для выдавливания прутков, кольцевые для формования труб, щелевые для плоских стенок и листов и прочие для более сложных форм. Самыми популярными изделиями из пластика, которые изготавливают на экструдерах, являются пвх-пленки, пластиковые трубы и листы.

    Производство пленки на экстудерах

    Производство пленки может осуществляться такими способами:

    Экструзия рукава с дальнейшим раздувом

    Экструзия пленки с поливом заготовки на охлаждающие валки или охлаждающий барабан

    Экструзия пленки с поливом в ванну с водой

    Экструзия рукава с дальнейшим раздувом

    Рассмотрим подробнее процесс экструзии рукава пленки с раздувом. Чаще всего такой рукавный способ используют для получения полиэтиленовых пленок низкой плотности. На схеме рисунка 2 вы можете рассмотреть схему получения рукавной пленки методом экструзии с раздувом. Для экструзии рукава нам понадобится экструдер (1) с формующей головкой кольцевого типа, через который будет выдавливаться расплавленный пластик в форме трубы с тонкими стенками (4). Через устройство для подачи воздуха (2) в трубу подается воздух и она под его воздействием растягивается, образуя рукав (5).

    Чтобы у полимерного рукава сохранялась постоянная величина толщины пленки и его цилиндрическая форма, пленка раздувается охлажденным воздухом, который поступает через охлаждающее кольцо (3). После раздува рукав из пвх нужно сложить и убрать из него воздух. Для этого используются сжимающие валки (7) и направляющие щеки (6). В дальнейшем пленка передается на наматывающее устройство (9).

    Экструзия пленок с поливом на охлаждающий барабан или валки

    При данном способе изготовления пленки применяется экструдер (1) с формующей головкой щелевого типа (2), у которой ширина рабочей части составляет около 1,5-1,8 м. Выдавливаемый из формующей головки расплавленный пластик в виде тонкой пленки переходит на охлаждающиеся водой валки (3), где быстро остывает. Толщина пленки регулируется толщинометром (4) и переходит на намоточное устройство (6) через аппарат для обрезки кромок (5). При данном способе производства пленки, готовая пленка будет более прозрачной, чем при рукавном способе производства, плюс к этому тут нет риска склейки пленки и намного легче контролировать ее толщину и намотку.

    Экструзия пленок способом полива в ванну с водой

    Такой метод еще больше повышает качество пластиковой пленки, в сравнении с предыдущими двумя способами. В этом случае при выходе пленки из формующей головки она попадает в ванну с водой, где моментально застывает и охлаждается.

    Для повышения качества полученных методом плоскощелевой экструзии пленок из таких типов полимеров, как поливинилхлорид, полиолефин, сарана или другого типа термопластичных пластмасс, их нужно дополнительно подвергнуть процессу вытяжки. Вытяжка может быть продольной или поперечной. При поперечном типе вытяжки полимерной пленки устройство для вытягивания должно быть оборудовано захватными зажимами, которые должны растягивать пленку после нагревания. Продольный же тип вытяжки просто пропускает пленку через систему валов с нагревом, которые вращаются с разной скоростью. После растяжки пленка проходит термофиксацию при поддерживании заданных габаритов.

    Производство многослойных полимерных пленок

    Очень часто бывает необходимо получить пленки из полимеров, которые имеют несколько слоев. Такие многослойные пленки могут быть также комбинированными, когда в один из слоев закладывается неполимерный материал, к примеру, бумага или алюминиевая фольга.

    В процессе изготовления многослойных пленок при нанесении полимера на подложку применяют плоскощелевые формующие головки. При размягчении пленка попадает на подложку и спрессовывается при прохождении через валки. Подложка должна при этом нагреваться для повышения адгезии к ней пленки. Такая технология применяется для производства многослойных пленок с полипропиленовыми, полиэтиленовыми, полиамидными и другими полимерными покрытиями.

    Многослойные пленки могут производиться также комбинированным способом с сочетанием экструзии и нанесением клеевого, лакировочного или прочих типов покрытий другими способами. К примеру, так производится лакированный целлофаном поливинилхлорид, в итоге чего получается легкосвариваемый материал.

    Экструзионная технология нанесения покрытия состоит из двух стадий:

    Стадия нанесения тонкого слоя лака

    Нанесение утолщенного слоя дисперсии поливинилхлорида, которое производится после полного высушивания лака

    Такой способ производства применяют при покрытии фольги из алюминия или полистироловых и полипропиленовых толстых пленок для упаковки лекарств, молока или порошков.

    Производство пластиковых труб

    Термопласты часто используются при производстве пластиковых труб на экструдерах. Экструзионные машины для труб обычно имеют одношнековую или двухшнековую структуру с кольцевой формующей головкой. В оборудование для формовки труб входят также устройства калибровки и растяжки, пилы для нарезания труб определенной длины и оборудование для намотки труб.

    Формующая головка экструдера для производства пластиковых труб имеет сложную конструкцию, которая обусловлена необходимостью размещения внутри нее дорна для формирования полости. Через дорн в трубу подается сжатый воздух, таким образом формируется нужный диаметр трубы.

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: