提高双螺杆挤出机共混性能的小技巧,实战经验!

找塑料新材料 2018-11-07 13:20:00

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双螺杆挤出机是改性塑料厂商常用的设备,今天介绍可以提高双螺杆挤出机性能的一些小细节。本文介绍的技巧包括设备改造、设备维护和操作规范三个方面。

设备改造

 

一、在喂料段与第二段的法兰间加隔热垫片


机筒的喂料段大多采用水冷,且用法兰与第二段筒体(加热的)锁定在一起,热量可以连续从温度高的筒体传导到冷的筒体。导致第二段筒体不能维持足够的温度。通常,操作人员在第二段筒体设定180℃的温度,但是由于喂料段的热量损失,实际稳定通常不超过135℃。

 

最简单的解决方案是在喂料段与第二段筒体法兰之间加1-2个1mm厚的隔热垫片,并且几年更换一次隔热垫片,因为隔热垫片有老化降解和皱缩的倾向。

 

二、将挤出机冷却系统换成高压冷却系统


大家知道,水泵中的紊流比层流可以导致更多的管壁热交换。高压传输中的紊流有高度的横向动量交换,它击破了边界层。结果剧烈的流体运动引起了管壁与流体之间大得多的热交换。挤出机冷却循环系统一般提供20-60psi的压力。为了达到紊流,最好达到120PSI的压力。挤出机几乎所有的冷却系统部件(软管和阀)都要升级到150PSI,才能满足120PSI的安全系数。改造完成后加工时冷却系统可以及时排出大量的热。


三、采用合适改装增加喂料量


侧喂料通常用于把填料喂进双螺杆挤出机。许多加工者需要做很高填充量的填料,这些填料往往又具有很低的堆积密度。最终的填充量受以下因素制约:

 

1、侧喂料的体积喂料能力和挤出机主螺杆的体积吃料能力。体积喂料能力取决于侧喂料机和主螺杆螺杆的自由体积,以及这两个螺杆的转速。


如果一种材料在测试中可以不受到主螺杆的阻力而流到储料鼓中,那么这种材料喂料速度可以达到很好。如果侧喂料机直接挨着主螺杆连接,那么助剂螺杆可以接受的材料量将受到限制。因此,主机螺杆最好有长螺距的螺纹元件,在侧喂料口下游延伸2D-4D长度。这将允许熔体快速通过侧喂料口,使填料最大限度地被主螺杆吃进。如果主机螺杆设计引起任何侧喂料喂进材料的堆积,那么将严重限制填料的喂料量。

 

2、允许气体从挤出机排出的排气能力。排气的目的就是使空气容易逸出,同时还要保护填料不从排气口大量逸失。最好的配置是在侧喂料口的上游开置向上排气的排气口。有时,在侧喂料机的上部开一个小的半狭缝排气。

 

3、还有一些其它因素要考虑:

 

(1)喂料机的落料高度


理想情况下,喂料螺杆要尽可能近地安装于侧喂料口顶部,以减小落料高度。如果某种蓬松的材料从空气中流过,那么它可能变得充满空气,从而使它在落下后假密度大大减小。

 

(2)喂料机搅拌类型


要确保填料喂料机中的搅拌器不使填料流态化。许多搅拌器制造商设计了特殊的搅拌器用于填料喂料。储料器会连同填料一起引进空气进入挤出机。一个顶部敞开的斜槽料斗有助于排气。假如你的斜槽喂料料斗有一个实心盖子并带一个圆管,并且与喂料器是柔性连接,那么需要设计一个排气口。

 

(3)料斗斜槽要接地防静电


一些材料由于摩擦产生静电而引起粉体挂在料斗壁上,从而导致粉体饼状化。一个简易的方案就是将料斗斜槽接地。

 

(4)压缩空气爆破器


如果料饼持续存在,常常需要一些特殊办法。可以使用料斗振动器,但是它占空间,还需要安装。一个替代方案是安装一个带空气喷嘴的爆破器,安装在斜槽的恰当位置上,在料饼长大之前将其吹破。


 

设备维护

 

一、 用酸冲洗冷却水道


水冷的挤出机机筒实际就是一个热交换器,像所有的热交换器一样,水道易于结垢而变坏。许多操作人员注意到,一个新挤出机的冷却性能要比使用三、四年的挤出机好很多。老机器有一层水垢附着在水道内表面,影响传热效率。采用一定浓度的酸液清洗机筒可以清理掉水垢,保持机筒良好的传热效果。


二、使用合成齿轮油


齿轮箱是双螺杆挤出机的心脏。因此我们要防止齿轮箱出问题,使用合成齿轮油可以更好的保护齿轮。


合成齿轮油忧点:


  • 更加滑腻,导致较小的摩擦;

  • 齿轮、轴承和密封将更持久;

  • 齿轮运转温度更低,更安静;

  • 合成油不因为机器剪切而损失粘度;

  • 它在高温下维持较高的粘度。

 

三、经常清洗机器


清机的目的在于清除挤出机和口模内残留的材料,它避免了耗时的拆机清洗。清机材料常分成两类:化学清洗剂和机械摩擦清洗剂。许多清洗剂同时具有化学和摩擦功能。化学清洗剂会与塑料残渣发生反应使其脱离机械表面。

 

机械摩擦清洗的原理是从金属表面摩擦和冲刷掉残留材料,使用的是摩擦和剪切的方式。加工者通过多次试验才能找到合适的清洗材料和方法。没有一种清洗材料对所有材料都有清洗效果。加工者需要廉价而有效地清洗材料。

比如,在美国中西部许多操作者使用玉米作为清洗机器的材料,因为它容易得到且对机器有好的清洁作用。

 

下面介绍两种较为有效的清洗剂:

 

  • 1#混合物:50%HDPE+50%硅藻土

  • 2#混合物:HDPE+水+去污粉。将HDPE以通常速度在熔融温度下加入螺杆。将去污粉用水在桶里搅拌成浆液,从主喂料口慢慢加入浆液。这些浆液因为发泡而冲击、摩擦、清洗螺杆。

 

操作规范


一、切换颜色和材料的正确方法


搞挤出的人总是想把机器开得长一些时间。但是在现实中,由于客户的需求,我们常常需要不断切换,生产80公斤产品A,然后再生产200公斤的产品B,等等。

 

1、产品的批量要与机器大小相对应。这似乎是不言而喻的。但是许多加工者排产无计划,用75机生产500磅的单子,结果产生了300磅的废料

 

2、写出生产每个产品的清机或拆机的程序,这有助于操作人员计划时间,消除他们关于会产生多少机头料的争论。

 

3、帮助操作人员,把清洁的操作工具摆放在挤出机周围,如果频繁换料,那就在挤出机周围搞一个工作台,把需要的东西都准备好。

 

4、研究原材料和成品流进流出操作现场的顺序。安排好以使操作人员花费较少的精力在移动运输工具上。

 

5、清除下一个产品对机器清洁程度的要求。假如你知道下一个产品要求彻底的手工清机,那就不要浪费时间和材料来糊弄清机。

 

6、假如可能,要按照减少清机的顺序排产。这就意味着要从浅色做到深色。反之,你不得不进行多次拆机。

 

二、挤出机开机和停机的正确方式


常见操作方式:


操作人员习惯早晨到工厂就把挤出机开着,但却去忙其它事情。使挤出机加热到满量程闲置数小时。这样做将使聚合物粘附到螺杆和机筒上,随后这些聚合物材料将持续降解和炭化。清机无法去除这些材料,更糟糕的是一旦机器生产产品,黑点将周期性地从螺杆和机筒里跑出来,污染产品,引起客户抱怨。

 

正确的开机方法:


计划好你什么时候真正要操作挤出机,然后开始加热,只需温度达到预定值,然后进行机筒充料。

 

正确的关机方法: 


在停机之前,最大限度地在挤出机里填充惰性聚合物(如HDPE)来密封机器的缝隙。HDPE赶走氧气,涂覆在金属表面,极大地降低了碳的氧化物的形成。在挤出机被“密封”后,最好急冷挤出机,而不是放在空气中冷18个小时。所谓急冷,就是把所有温度设定为零,打开全部冷却水阀。开着冷却水泵,使冷却水通过所有的筒体部位,快速降温。快速降温将可以避免聚合物降解和炭化。

 

来源:PVC塑料参考

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