Устройство_и_работа_экструдера

Устройство_и_работа_экструдера

Экструдер. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Экструдер – машина для производства длинномерных изделий из пластичных или сыпучих веществ. Аппарат пропускает загруженные материалы сквозь тонкое отверстие под высоким давлением, иногда с предварительным подогревом, что приводит к уплотнению вещества. Подобные машины нашли широкое применение в различных сферах производства.

Где используется экструдер
Экструдеры нашли широкое применение в различных отраслях современной промышленности. Их применяют для производства:
  • Кормов для животных.
  • Шоколадных батончиков.
  • Макаронных изделий.
  • Провода для 3D принтеров.
  • Пластиковых труб.
  • Профиля из поливинилхлорида.
  • Полиэтиленовой пленки.
  • Топливных брикетов.

Оборудование, работающее по типу экструдера, встречается повсеместно. Без него не обошлось производство гранулированного корма для животных, а также макарон, длинномерных пустотелых изделий из пластика и т.д. Системы, используемые для определенных целей, имеют небольшие отличия в техническом плане, но работает по одинаковому принципу.

Разновидности экструдеров по принципу работы
По принципу работы экструдеры разделяют на 3 вида:
  1. Шнековые.
  2. Плунжерные.
  3. Плоскощелевые.

Шнековый экструдер является самым распространенным. Он работает по принципу мясорубки. Внутри устройства имеется вращающийся шнек со спиралью, который захватывает загружаемый материал и продавливает его сквозь тонкое отверстие. В результате масса уплотняется и приобретает твердость. От создаваемого давления поднимается температура сырья, что способствует увеличению эффективности сварки компонентов. Подобные виды являются самыми дешевыми по сравнению с другими. Кроме конструкции с одним шнеком также существуют и двухшнековые экструдеры. Они создают еще более эффективное сжатие, но и стоят дороже. Подобные устройства обычно используют для производства кормов, а также различных изделий пищевой промышленности.

Плунжерные экструдеры в отличие от шнековых проводят точное дозирование материала, перед тем как задать ему определенную форму. Подобные устройства применяют для переработки резины или пластика.

Плоскощелевые экструдеры предназначены для производства рулонных изделий, таких как стрейч-пленка, пленка для теплиц, пластиковые и пропиленовые листы. В них подогретый и тягучий материал выдавливается сквозь плоскую широкую щель и быстро охлаждается, в результате чего тот сохраняет свою форму. Подача материала осуществляется с помощью гидравлического пресса, шнека, или другим механизмом.

Кормовые экструдеры

Кормовые экструдеры обычно представлены оборудованием со шнековой конструкцией. Они предназначены для переработки зерновых культур, а также травянистых растений в комбикорм. Существует две разновидности подобных систем. Первая просто осуществляет экструзию, давая на выходе длинную трубку, а вторая создает готовые гранулы.

Обычные экструдеры

Обычная экструзия позволяет перерабатывать цельное зерно в длинную хрустящую трубку, которая на выходе поддается дроблению в хлопья. Такой корм является более приемлемым, чем сырье загружаемое для переработки. Дело в том, что в результате сдавливания осуществляется прогрев массы. Это способствует уничтожению подавляющего большинства микроорганизмов, которые способны вызывать пищевые расстройства. Кроме этого питательные вещества запекаются как в духовке, что улучшает их усваивание организмом животного.

Фактически, благодаря экструзии можно используя такой же объем корма добиться более высоких показателей роста животных. Подобное оборудование имеет и недостаток. Получаемую в результате трубку зачастую необходимо разламывать на хлопья вручную. Также существует сложность в отмеривании порции. В зависимости от того насколько крупные хлопья, фактическая масса продукта в определенном объеме может отличаться. В связи с этим при отмеривании порции для кормления принято ее взвешивать, а не использовать мерную тару.

Грануляторные экструдеры

Экструдер работающий по принципу гранулятора является менее эффективным в плане обеззараживания загруженной массы. На выходе получаются мелкие гранулы, которые обладают высокой твердостью. Они не столь хрупкие, как пищевые трубки обычного экструдера. С целью повышения качества продукции зачастую осуществляется обработка сразу двумя способами экструзии. Сначала формируются хлопья, которые эффективно прожариваются, после чего применяется грануляторный экструдер.

Подобное оборудование работает по принципу мясорубки. Сквозь пресс-форму выдавливаются прутики корма, которые обрезаются вращающимся ножом. Благодаря этому получаются полностью идентичные друг другу гранулы. При использовании гранулярного экструдера загружается не цельное зерно, а ранее перемолотые смеси. Зачастую в их состав входят зерновые культуры, витамины, микроэлементы, травяная мука, а также сухое мясо, если речь идет о корме для собак, кошек или других плотоядных животных.

Экструдеры для пищевой промышленности

Особой популярностью экструдеры пользуются в пищевой промышленности. Подобные устройства используются для формирования различных продуктов. Они работают не только с сухими веществами, но и влажными. К примеру, такие изделия как крабовые или рыбные палочки делаются именно с помощью такого оборудования. Загруженная масса уплотняется и выдавливается. Подобные устройства зачастую работают без нагрева, просто уплотняя холодную массу. Множество батончиков и конфет также делаются по данному принципу. Выдавленные заготовки в последствии обливаются горячим шоколадом, благодаря чему грубая формовка экструдером незаметна.

Читайте также:  Можно_ли_пользоваться_посудомоечной_машиной_без_соли

Один из самых старых экструдеров, которые используются в пищевой промышленности, являются формовочные машины для производства макаронных изделий. Они также работают по шнековому принципу. Их конструкция практически ничем не отличается от кормового экструдера. При этом существует одно важное отличие. В них загружается не сухая масса, а готовое тесто из твердых сортов пшеницы. Ранее подготовленное и хорошо раскатанное с помощью валиков до однородной субстанции тесто продавливается сквозь формовочную головку, в результате чего получаются макаронные изделия. Далее вращающийся нож обрезает их на одинаковом расстоянии, после чего на конвейерную ленту падают уже готовые макароны.

Фармакологическое оборудование

Экструдеры нашли свое применение и в фармакологии. Многие таблетки, а также батончики гематогена сделаны именно с помощью подобного оборудования. В фармакологии, где очень важна дозировка, зачастую используется не шнековые, а плунжерные установки. Они позволяют с высокой точностью добиться того, чтобы каждая таблетка полностью соответствовала требуемой массе, поскольку даже сотая доля миллиграмма действующего вещества может иметь огромное значение в лечении.

Экструдеры для производства полимерных изделий

Экструдер стал находкой для промышленных предприятий, которые занимаются производством полимерных изделий. Себестоимость использования этого оборудования максимально выгодная. Оно стоит дешевле, чем установки действующие по другим принципам, а кроме этого обеспечивают вполне качественный результат. Экструдеры нашли свое применение в самых разнообразных сферах переработки полимеров.

Существуют устройства, которые предназначены для переработки вторсырья. Отработанные ПЭТ бутылки, пластиковые пакеты, и прочие изделия из полимеров измельчаются с помощью промышленных шредеров, после чего крошка загружается в экструдер для вторсырья. Он расплавляет массу и формирует из нее мелкие гранулы. Попутно данное оборудование может использовать краску, чтобы выровнять цвет всей массы. Полученные таким способом гранулы продаются на различные предприятия, которые делают из них канализационные трубы, тротуарную плитку, ведра и прочие изделия.

Стоит отметить, что экструдеры, которые используются для обработки полимеров, имеют более сложную конструкцию в сравнении с теми, что работает с пищевыми продуктами для людей или животных. Данные установки имеют дополнительную систему нагрева, которая обеспечивает текучесть пластика, доводя его консистенцию практически до состояния сгущенки. После выхода материала из такого экструдера обеспечивается дополнительное охлаждение. Это позволяет вернуть полимеру его нормальную твердость, что предотвращает нарушение заданной формы полученным изделием.

Самыми технически сложными являются экструдеры, которые занимаются изготовлением профиля для пластиковых окон, а также труб. После того как материал проходит сквозь пресс-форму, он обладает еще повышенной мягкостью, поэтому с помощью системы валиков пропускается через ванну для охлаждения. Также на подобной экструдерной линии устанавливается ультразвуковое оборудование для тестирования стенок изделий. В случае выявления пустот или тонких участков осуществляется предупреждение оператора о необходимости наладки.

Особого внимания заслуживают экструдеры предназначенные для производства пленок. Они имеют плоскую щелевую пресс-форму, сквозь которую выдавливается полиэтилен или другой материал. После прохождения сквозь формовочный пресс, масса приобретает плоскую форму и сразу же охлаждается вентиляторами. Она накручивается на валик до его заполнения. После этого пленка обрезается, и процесс начинается заново.

Подобные экструдеры особенно требовательные к загружаемому сырью. Оно не должно иметь никаких примесей. Если оборудование, которое занимается производством труб, может стерпеть мелкий сор, то на пленке это будет заметно. В связи с этим используя такой экструдер необходимо позаботиться о соблюдение чистоты на производстве.

Экструзионное оборудование

Одним из основных способов переработки пластмасс является экструзия. Основана на изготовлении деталей путем продавливания расплавленных термопластичных полимеров через специальные экструзионные головки (сопла, фильеры), которые придают материалу нужную форму.

Экструдер — самая популярная машина для производства пластмассовых изделий.

Рассмотрим, как работает экструзионное оборудование, что это такое.

Рис. 1. Экструзионная линия для переработки пластика.

Особенности экструзионного оборудования

Основные способы экструзии — холодный, теплый, горячий.

Холодный способ применятся в пищевой отрасли для производства макаронных изделий или в сельском хозяйстве для выпуска комбикормов. Он основан на принципе мясорубки, когда поступающее сырье перемешивается до пластичного однородного состояния и выдавливаются через фильеры — специальные отверстия для формовки материала.

Читайте также:  Форма_ножей_в_картинках

Экструзионные линии для переработки термопластичных полимеров отличаются усложнённой конструкцией. Технология дополнительно включает в себя этап разогрева термополимеров до пластичного состояния.

Плоские пленочные экструдеры снабжены формирующим узлом, представляющим собой узкую щель. Пластичная масса, проходя через прессы, превращается в пленочный материал нужных параметров. Для выпуска пленки типа двойного рукава применяются щелевые круглые формовочные фильеры.

К сырью и линиям по производству тонких пленок предъявляются особые требования. Должна соблюдаться идеальная чистота, так как малейшая соринка может привести к браку.

Экструзионные линии для выпуска пластикового оконного профиля являются технически сложными. К изделиям предъявляются повышенные требования. Проверка и контроль качества осуществляется при помощи ультразвуковых приборов.

Экструдеры для труб оснащаются барьерными шнеками, разделяющими твердое сырье от расплавленного, для обеспечения однородности состава. Так же необходима система дегазации.

Область применения

Изготовление изделий путем экструзии используется в различных сферах:
1. Электротехническая промышленность — создание оболочек для кабелей, деталей инструментов и оборудования.
2. Строительная отрасль — производство труб, ПВХ профиля, полимерных пленок, тепловых изоляционных материалов.
3. Пищевая отрасль — изготовление макарон, лапши, батончиков из шоколада;
4. Сельское хозяйство — комбикорма, топливные брикеты.
5. Медицина, фармакология — трубки, батончики гематоген, таблетки.

Экструзионные линии работают одинаково. Различия в конструктивном исполнении, технических параметрах и режимах зависят лишь от требований к конечному продукту.

Классификация

Экструзионные линии имеют различные исполнения и характеристики.

По конструкции делятся на типы:
• с вращающимся корпусом;
• с горизонтальным или вертикальным шнеком.

По взаимному положению центральной оси червяка относительно заготовки различают экструдеры:
• прямоточные — используются для изготовления изделий, где не нужно внутреннее отверстие: полимерные нити, пленки, шнуры;
• с прямоугольной головкой — предназначены для изготовления изделий с внутренней полостью по всей длине. Например, оболочек электрических кабелей;
• с косоугольной головкой — более удобный вариант, чем прямоугольная головка, применяется для изготовления кабельной продукции.


Рис. 2. Виды формующих головок: а) прямоугольная; б) косоугольная; в) прямоточная.

Подающие устройства бывают:
• шнековыми (одношнековыми, двухшнековыми, многошнековыми);
• поршневыми;
• валковыми;
• дисковыми;
• комбинированными;
• шестеренчатыми.

По скорости вращения шнека:
• быстроходные;
• нормальные.


Рис. 3. Схема двухшнековых экструдеров.

Принципы работы

Метод экструзии является самым популярным способом создания пластиковых изделий.

Сырьем могут быть различные термопластичные полимеры: полипропилен, полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол.

Современное экструзионное оборудование работает по технологии горячей, теплой или холодной экструзии.

В камеру загрузки подается измельченный материал.

Далее полимерные гранулы поступают в рабочий цилиндр, в котором есть три зоны:
• питания;
• пластификации;
• дозировки и выпрессовывания.

Измельченный материал, захватывается винтами шнека. Вращаясь внутри цилиндра, он разогревается, становится плотнее, затем перемещается в зону пластификации.

Постепенно плавясь и спрессовываясь, далее скользит по шнеку в зону прессовки, затем выдавливается через формирующую экструзионную головку.

Устройство экструдера

Любой экструдер состоит из основных рабочих модулей, в число которых входят:
• корпус с нагревательными элементами и сложными фильтрами;
• шнек(синонимы — червяк, винт) размещается внутри корпуса, является главным рабочим механизмом машины;
• загрузочный бункер для приема сырья;
• электродвигатель и редуктор, обеспечивающие работу машины;
• экструзионную головку для формовки изделия;
• механизмы калибровки, тянущие устройства;
• приборы регулировки параметров.


Рис. 4. Основные модули.

Винт, шнек или червяк — это главный рабочий орган экструдера.

Винты выпускаются в виде цилиндров или конусов, сужающихся к выходу. Они различаются по диаметру, длине, глубине и шагу витков.

Машины настраиваются на определенные параметры по консистенции, степени вязкости, текучести, другим параметрам плавления.

Управляется производственная линия пультом в автоматическом режиме. Встроенные датчики осуществляют производственный контроль.

Процесс дегазации

Дегазация выполняется для предотвращения возникновения воздушных пузырьков в расплаве, и как следствие — пустот и полостей в готовых изделиях.

Удалении влаги и воздуха происходит путем выпаривания под действием повышенных температур искусственно созданного вакуума.

Дегазаторами оснащаются устройства для изготовления сложных изделий, к качеству которых предъявляются повышенные требования: оконные пластиковые профили, трубы для трубопроводов, пленки.

Читайте также:  Полотенцесушитель_водяной_из_нержавеющей_стали_фото

Роль шнека

Именно шнек является главным рабочим органом. Захватывая материал, он перемещает его по корпусу агрегата к экструзионной головке, формирующей изделие. Двигаясь по цилиндру, материал уплотняется, нагревается, размягчается, становится однородным. В результате работы шнека на формирующий узел поступает однородный гомогенизированный расплав.

Преимущества одношнековых и двухшнековых экструдеров

Количество и вид шнеков — главные параметры, определяющие характеристики устройства.

Одношнековые экструдеры — самый простой и распространенный вариант машины, используемый при выпуске полимерных пленок, простых пластмассовых изделий. Все этапы работ осуществляет один оператор, поскольку все узлы машины располагаются компактно.

Двухшнековые машины более мощные и производительные, с высокой теплопроводностью. Их винты могут находиться во взаимном зацеплении, двигаться параллельно или встречно. Устройства способны перерабатывать порошковый ПВХ, с которым не справятся одношнековая техника.

Применяются для смешивания нескольких видов полимерного сырья. Двухшнековые агрегаты подходят для переработки гигроскопичных гранул. В них часто есть камеры дегазации.

Задачи оператора

Экструзионные машины оснащены системой управления с датчиками регулировки температуры, скорости подачи сырья и движения шнека. Оператор должен выставить требуемые параметры, отслеживать показания приборов, поддерживать их работу на протяжении всего производственного цикла.

1. Контроль температуры

Автоматическая система управления обеспечивает необходимые температурные параметры во всех зонах агрегата и формующей головке фильеры.

Каждый рабочий модуль оснащен независимыми приборами, позволяющими более точно настраивать параметры работы машины, для получения качественного результата

2. Регулировка вращения шнека

От диаметра и скорости вращения шнека зависит производительность экструдера. Повысить её помогут барьерные шнеки или дополнительные встроенные витки, разделяющие шнек на зоны.

Нужно учитывать, что повышение скорости может отрицательно повлиять на качество продукции. Важно соблюдать оптимальный баланс этих параметров, чтобы в погоне за скоростью и производительностью не снизить качество продукции.

3. Изменение диаметра и формы

Форму изделиям придают специальные отверстия — формирующие фильерные головки. Заданные поперечные параметры выставляет оператор. По длине изделия нарезаются после завершения сушки.

Высокая производительность экструзионного оборудования и незначительные эксплуатационные расходы открывает большие возможности для развития бизнеса.

Принцип работы экструдера полимеров

Существует такое устройство, как экструдер, который предназначен для работы с полимерами. Он имеет различный уровень производительности. Если вам необходимо приобрести станок, в нашем интернет-магазине представлен широкий ассортимент по доступным ценам. Вы получаете гарантию на один год эксплуатации, кроме этого, специалист предварительно проведет инструктаж по работе с таким устройством. Рассмотрим детально принцип работы экструдера полимеров.

Устройство экструдер и принцип работы

Экструдер – это аппарат, необходимый для того, чтобы смешивать полимеры и превращать их в однородную смесь при помощи продавливания. После этого конечное изделие обретает определенную форму. Обычно это происходит для того, чтобы получить:

  • различные виды труб;
  • панели из пластмассы;
  • пленки;
  • кабеля и провода.

Данное устройство может применять в своей работе различные виды полимеров, даже полиэтилен, поливинилхлорид и т.д. Сейчас принцип работы экструдера применяется даже к биопластику. Этот аппарат можно применять для того, чтобы производить технологический процесс. В результате можно получить детали при помощи метода продавливания сплава через специальный инструмент, придающий форму. Во время процедуры на сырье воздействует большое количество факторов:

  • повышенные температуры;
  • нагрузки механического характера.

Принцип работы выдувного экструдера

Экструдеры используются для того, чтобы создавать детали из полимеров, которые обладают сложной формой. Другие способы производства применять в таких случаях не выгодно. Существует специальный агрегат – экструдер выдувной. Его используют для того, чтобы создавать полимерные пленки. Принцип работы такой же, как и в обычном экструдере, только в данном случае формирующий узел создан в виде узкой щели. После выдавливания через нее получается планка однослойная необходимой ширины и плотности. Есть модели, в которых установлены круглые щели большого размера, за счет этого при продавливании получается пленка в виде рукава. При желании можно подобрать мини-устройство, которое создает рукав по ширине не более чем 3 см. Маленькие аппараты можно устанавливать даже в обычных помещениях.

Стоимость изделий, представленных на нашем сайте, гораздо ниже рыночных цен. Мы работаем в данной сфере уже более 10 лет и самостоятельно производим высококачественное оборудование. Соответственно, кроме доступной стоимости, вы получите и уникальную технику, способную справиться с любыми объемами работы.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector