Назначение, общая характеристика и классификация экструдеров

В мировой практике до 40 % термопластов перерабатывается методом экструзии с использованием экструдеров (рис 5.1) различных типов.

Рис. 5.1. Современный одночервячный экструдер

Экструзия  (от латинского “extrusio” – выдавливаю, вытесняю) – метод непрерывного формования изделий неограниченной длины из термопластичного материала в специальном агрегате – экструдере – с продавливанием расплава материала через профилирующий инструмент - формующую головку - с каналами различного профиля (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Схема экструзии изделий неограниченной длины полимерных труб из термопластов: 1 – привод червяка; 2 – бункер с гранулами термопласта; 3 – материальный цилиндр экструдера; 4 – червяк с переменным шагом винтовой нарезки; 5 – нагревательные элементы; 6 – экструзионная (формующая) головка; 7– электродвигатель; 8 – профильное изделие

В технологии переработки полимеров экструдеры используются в следующих трех производственных схемах:

1. При синтезе термопластов экструдер используется в простейшей схеме, как нагнетатель расплава полимера из трубчатых реакторов или полимеризационных колонн с последующей грануляцией материала.

2. При переработке гранулированных или порошкообразных термопластов экструдеры предназначаются для непрерывной пластикации и гомогенизации полимера, получения однородного расплава, перемешивания и выдавливания его через формующие головки в виде спрофилированного изделия.

3. В более сложных схемах в экструдер дополнительно подают красители, стабилизирующие добавки и наполнители, которые смешиваются с расплавом основного полимера и выдавливаются червяком через формующие головки в виде готовой композиции.

Непрерывность и высокая производительность процесса экструзии создают возможность максимальной автоматизации не только отдельных агрегатов, но и целых производств. Поэтому экструдеры – это один из наиболее распространенных и перспективных видов оборудования заводов по переработке пластмасс.

С учетом многообразия функций, выполняемых экструдерами, а также конструктивных решений этого вида оборудования, экструдеры классифицируют по конструктивно-технологическим признакам. Схема классификации приведена на рис. 5.3.

Рис. 5.3. Схема классификации экструдеров

В соответствии с этой классификацией приняты семь отличительных категорий: вид, тип, класс, группа, ряд, исполнение, модель. Эти категории практически полностью раскрывают конструктивно-технологические особенности данного экструдера.

Вид оборудования характеризует особенность агрегата по его основному рабочему органу среди других агрегатов для переработки пластмасс и определяет название – червячный пресс.

Тип указывает количество рабочих органов – червяков в экструдере.

Класс определяет функциональное назначение экструдера в наиболее общем виде, т.е. раскрывает характер воздействия экструдера на полимер: либо пластикация холодного термопласта, либо переработка готового расплава.

Группа указывает на характер компоновки основного рабочего органа-червяка (в одну ступень или две), т.е. определяет стадийность переработки термопласта в экструдере.

Ряд определяет обобщенную область применения, характер теплоэнергетического и других видов воздействия экструдера на полимер.

Исполнение характеризует наличие или отсутствие в данном экструдере зоны дегазации расплава полимера.

Модель отличает экструдер по диаметру червяка (D) и отношению длины его рабочей части к диаметру (L/ D). Параметрический ряд экструдеров построен по диаметрам червяков (D, мм): 20; 32; 45; 63; 90; 125; 160; 200; 250; 320. Отношение длины его рабочей части к диаметру в одночервячных экструдерах (L/ D): 20; 25; 30; (35 и 40), в двухчервячных (L/ D): 12, 15, (27).