Основные направления использования двухшнековых экструдеров

Первые двухшнековые экструдеры имели ряд проблем, связанных с недостатками конструкции упорного подшипника, поскольку из-за ограниченности пространства трудно спроектировать упорный подшипник, воспринимающий большие осевую и радиальную нагрузки. Первые упорные подшипники не были достаточно прочными и, соответственно, не могли обеспечить необходимую механическую надежность.

В конце 60-х годов XX века были разработаны модифицированные упорные подшипники специально для использования в двухшнековых экструдерах, и механическая надежность последних сравнялась с механической надежностью одношнековых экструдеров.

Двухшнековые экструдеры, используемые для профильной экструзии, имеют малый шаг нарезки шнеков и работают при относительно низкой частоте вращения шнека — около 20 об/мин. По сравнению с одношнековыми экструдерами они имеют лучшие характеристики по загрузке и транспортировке, что дает возможность перерабатывать даже плохо сыпучие материалы. Кроме того, они обеспечивают небольшую продолжительность переработки, а также узкое распределение времени пребывания. Улучшенные характеристики смешения и теплопередачи позволяют обеспечить хороший контроль за температурой перерабатываемого материала и временем переработки, что является очень важным для экструзии профильных изделий из материалов с ограниченной термостабильностью.

Большинство двухшнековых экструдеров, используемых для профильной экструзии, имеют шнеки, вращающиеся в противоположном направлении, с плотным зацеплением витков, хотя используются также двухшнековые экструдеры с однонаправленно вращающимися шнеками [1].

Высокоскоростные экструдеры с двумя зацепляющимися однонаправленно вращающимися шнеками используют при смешении и дегазации, а также как химические реакторы. Они работают при высокой частоте вращения шнеков, обычно от 300 до 600 мин'1, хотя существуют экструдеры такого же типа, которые могут работать при еще большей частоте — от 1200 до 2500 мин'1. Очевидно, не все полимеры могут быть переработаны при таких высоких скоростях.

Некоторые сравнительные характеристики экструдеров с од- нонанравлено и противоположно вращающимися шнеками приведены в табл. 2.1.

Экструдеры с незаценляющимися шнеками используют при смешении, проведении химических реакций и дегазации. Механизм транспортировки в таких экструдерах существенно отличается от механизма транспортировки в экструдерах с зацепляющимися шнеками и ближе к механизму подачи в одношнековых экструдерах, хотя между ними имеются также значительные различия. Поэтому двухшнековые экструдеры с незацепляющи- мися шнеками не обладают существенными преимуществами транспортировки.

Таблица 2.1. Сравнение экструдеров с однонаправлено и противоположно вращающимися шнеками

Двухшнековые экструдеры с однонаправленно вращающимися шнеками

Двухшнековые экструдеры с противоположно вращающимися шнеками

Шнеки имеют одинаковый шаг нарезки

Шнеки имеют противоположный шаг нарезки

Эффективная самоочистка

Малоэффективная самоочистка

Лишь некоторые геометрии шнека полностью обеспечивают функцию самоочистки

Возможен широкий выбор геометрии шнека

Окончание табл. 2.1

В зоне зацепления происходит скольжение, большая часть материала обходит зону зацепления

Мельничный тип зацепления, материал обычно затягивается в зону зацепления

Удовлетворительная подача материала, ограниченная возможность развития давления

Хорошая подача материала, хорошая возможность развития давления

Хорошие характеристики плавления

Отличные характеристики плавления

Хорошее распределительное смешение при использовании эффективных устройств для рас п редел ител ьного смешен ия

Хорошее распределительное смешение при использовании эффективных устройств для дистрибутивного смешения

Хорошее диспергирующее смешение при использовании эффективных устройств для диспергирующего смешения

Обычно лучшая способность диспергирующего смешения

Хорошая дегазация

Отличная дегазация

Большая доля на рынке смесительного оборудования. Очень малая доля в производстве профильных изделий

Малая доля па рынке смесительного оборудования.

Очень большая доля в производстве профильных изделий

Большая доля на рынке оборудования для полимерной промышленности

Малая доля на рынке оборудования для полимерной промышленности

Однако следует отметить, что при хороших характеристиках по транспортировке обычно имеет место плохое качество осевого (аксиального) смешения. Следовательно, если необходимо провести осевое смешение, то положительные характеристики подачи могут стать недостатком. Некоторые сравнительные характеристики двухшнековых экструдеров с зацепляющимися и незацепляющимися шнеками приведены в табл. 2.2.

Таблица 2.2. Сравнение двухшнековых экструдеров с зацепляющимися и незацепляющимися шнеками

Двухшнековые экструдеры с зацепляющимися шнеками

Двухшнековые экструдеры с незацепляющимися шнеками

Самоочищение возможно

Самоочищение возможно

Хорошие характеристики плавления

Удовлетворительные характеристики плавления

Хорошее распределительное смешение

Хорошее распределительное смешние

Хорошее диспергирующее смешение

Плохое диспергирующее смешение

Хорошая дегазация

Хорошая дегазация

Отношение Ь/Г) < 60

Отношение Ь/О < 60

Большая доля на рынке оборудования для полимерной промышленности

Малая доля на рынке оборудования для полимерной промышленности

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >