知识 | 5分钟阅读

冷却进料口和螺杆:您需要多少水?

It’是挤出中的最大难题之一,因为几乎没有或没有发布任何有关操作员的指导。所以让’ s试图阐明这一反复试验过程。
#最佳做法

分享

Facebook分享图标 LinkedIn分享图标 Twitter分享图标 通过电子邮件共享图标 打印图标

在挤出机上经常被误解的一件事是进料喉管和螺杆的水冷。许多操作员不了解挤出机中摩擦力的微妙平衡,以及冷却剂流量看似微小的变化如何影响性能。许多操作员认为,他们只是在使用更多(或更冷)的水来降低熔融温度。因此,如果少量冷却水良好,则可能更好。没有什么比真相更遥远。  

 

冷却挤出机桶和进料口

 

固体进料的控制原则是:聚合物摩擦力越高 进料孔壁上的聚合物,螺杆上的聚合物摩擦越低,进料速度越好。因此,在固体进料区,聚合物必须粘附在料筒上并在螺杆上滑动,以达到最佳进料速度。请记住,在任何具有单独进料口的挤出机中,聚合物颗粒在到达机筒之前先经过进料口。因此,进料速度几乎是在聚合物进入进料口时确定的,取决于摩擦力和表面积差异。除非您使用开槽桶式挤出机,否则唯一可用来提高桶壁摩擦阻力的调整是进料喉的温度。 

几乎没有例外,通过增加聚合物接触面积,增加进料喉的温度会增加聚合物在壁上的摩擦阻力。如果这似乎与您目前的做法背道而驰,’重要的是要记住,注塑机喂料好,不要喂’甚至没有进料口或提供冷却螺杆的选项。同样有趣的是,没有单独的进料口的挤出机—那些有进料口直接进入机筒的—通常比具有单独进料口和使用相同螺杆的挤出机的挤出率高20-30%。

得出合理的结论是,将进料喉温度设置得尽可能高将导致最佳进料速度。在这种情况下,当您停下螺钉时,聚合物可能会在进料口中融化,因为热量会从机筒中回流,因为’所有高导电性钢。底线:为了获得尽可能高的进料速度,并且不使进料口中的物料熔化,进料口的最佳温度在很大程度上由反复试验确定。由于进料喉的几何形状和设计存在许多变化,因此即使对于特定的聚合物也没有公开的温度水平—更不用说许多颗粒尺寸和几何形状了。在已发布的数百种机筒温度曲线中,没有一个显示任何建议的进料口温度,因此操作员的指导实际上为零。 

然后再研磨,这使物质变得混乱,因为可以在稍有不同的温度下优化此物料的进料。幸运的是,与固体进料区域中的螺杆相比,光滑孔径的挤出机与机筒上的聚合物的接触面积通常要大两倍。因此,除了熔点或软化点非常低的聚合物外,它’通常,与螺杆相比,利用热量使机筒受到更大的摩擦不会造成太大的问题,从而允许聚合物在不进行任何螺杆冷却的情况下沿螺杆向下移动。大多数挤出螺杆都带有空心孔,但螺杆冷却很少 necessary.

It’良好的习惯做法是先将进料口附近的进料口的外表面设置为相当温暖,以初始条件约为125-130F。由于很少有挤出机配备用于进料口的温度指示器,因此’除非您有接触式高温计,否则通过触摸调整即可确定最佳温度。 130 F的温度对于有人握住超过几秒钟的温度来说是不舒服的。

为了找到最佳的进料口温度,通过调节水流以小幅增量逐渐升高温度,直到输出或稳定性没有明显改善为止,然后退回到先前的设置。你真的不’不必太担心进料口壁上的微小熔化,因为旋翼旋转会很快将其清除,就像进料喉后的下一次飞行一样。因为它直接与加热到熔点以上的温度的料筒直接相连,所以进料喉咙的温度梯度自然会从进料口到料筒法兰增加。  

在许多情况下,进料喉的排出端接近或什至高于聚合物’的熔点或软化点,即使用水冷却也是如此。适度是找到最佳温度的关键,可能需要几天的时间“tweaking”找到理想的温度。例如,在运行PEEK(一种非常高的熔点的聚合物)时,大约200 F的进料喉温度可提供最佳的产量和稳定性。对于PE来说’通常在130 F附近。

在与进料口相反的条件下,螺杆可为最佳进料做出最大贡献。固体需要在螺杆上尽可能自由地滑动,以最大化固体的进料速度和稳定性。随着温度的降低,几乎所有聚合物与钢的摩擦力均降低,因此,至少在进料段对螺杆进行内部水冷似乎是合乎逻辑的。 

但是,在向螺杆中添加冷却剂之前要考虑一些缺点(除非它’s)。冷却螺杆增加了功率需求,延长了熔化时间,并增加了热量变化。更具破坏性的是,如果在停机时仍然留有冷却水,则会在螺杆的根部形成一层硬化的聚合物,这需要额外的加热时间,大大降低了吹扫效率,甚至可能使冷凝水形成在螺杆上。螺丝,关闭时会生锈。许多螺丝几乎在整个长度上钻孔,使这些作用在更大的距离上成倍增加。只有极少数在加工温度下会迅速降解的聚合物(例如硬质PVC)需要全长的孔,甚至 使用特殊的管道,因此实际上仅冷却了螺钉头。如上所述,由于进料喉和螺杆表面积之间的巨大差异以及与螺杆接触的冷聚合物的冷却效果,螺杆冷却几乎是不必要的。

进料口和螺杆上没有温度控制器,但这并不意味着它们不需要精确控制即可获得最佳操作。尽管这看起来像是不必要的复杂操作,但对于给定的聚合物它只需要执行一次,就可以将输出提高多达30%(但更常见的是提高5-10%)

 

 

关于作者

 

 

吉姆 法兰克兰 是一位机械工程师,曾参与所有类型的 挤压 处理超过40年。他现在是 法兰克兰 塑料咨询有限公司。联系 [email protected] or (724) 651-9196.

 

 

相关内容