挤出技术 | 4分钟阅读

挤出:机头压力和输出稳定性

使用阻力和压力流方程来分析波动的输出。
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在我的 六月 七月 在专栏文章中,我讨论了如何使用阻力流和压力流方程来分析挤出机的性能。这些相同的方程式可用于分析某些输出稳定性问题。如果输出有节奏的波动,则原因几乎总是造成计量部分部分充满。为了确保稳定性,需要在计量部分填充一定长度的填料。该长度取决于聚合物粘度,螺杆设计和压头压力。

这种喘振的机理是在头压力和计量部分的填充长度之间几乎是完美的循环响应。部分填充的计量部分向后填充,直到可以平衡压头为止。发生这种情况时,阻力流量减去压力流量等于实际输出。请记住,对于任何特定的螺杆设计,压力流量都与填充长度和粘度成正比。然后,随着计量部分的回填以平衡水头压力,就会形成周期性的波动。但是由于均衡和响应之间存在延迟,因此输出会略有变化。这将变成谐波变化或周期性的压头和输出稳定性脉冲,直到发生变化以提供更多的回填,这会减弱响应,该变化会持续。

使用阻力流,压力流和实际输出,可以获取计量段填充的量度:

填充长度= [QP /(QD-QA)] L

哪里:

合格品 =压力流量

QD =阻力流

质量检查 =实际输出

L =计量段长度

The amount of fill necessary to prevent a cyclic surge of this type depends on the polymer viscosity, channel depth, 和 head pressure, so there is no fixed 填充长度 to eliminate such a surge.

对于任何特定的螺杆设计,压力流量均与填充长度和粘度成正比。

但是,肯定至少要进行两次飞行。较低的粘度和较低的头部压力可以多达四个行程。

可以通过简单地改变压头来确认这种喘振的原因。降低水头压力将导致喘振的频率和幅度增加。相反,增加压头将导致较低的频率和幅度。

对于熔体泵,如果如上所述会影响喘振的频率和幅度,则简单地降低和升高吸入压力就可以指示计量部分是否出现问题。它需要“fill length”计算以估计实际填充程度。没有熔体泵,您’将需要改变下游聚合物流动装置的某些部分以改变头压。

如果使用屏幕更换器,通常可以通过更换屏幕来解决问题。您’经常会注意到带有干净滤网的螺丝脉冲,随着滤网堵塞和压头升高,其逐渐消失。即使使用熔体泵,也可以看到这一点,因为挤出机螺杆的速度追赶着背压的波动。由于采用了熔体泵,因此模头的输出稳定,但是螺杆速度不断变化。尽管这似乎不是问题,但螺杆速度的变化也会改变熔体温度,这可能会影响最终产品,特别是复杂的型材和非常细小的挤出物(例如长丝)。

周期性冲击在两阶段螺钉中非常普遍,在这种螺钉中,设计并非特定于头部压力。那’对于无法估计扬程头压力的新应用,通常是这种情况。但 rules of thumb—例如将第二个计量部分的尺寸调整为第一个计量部分的深度的1.5倍—可能会导致此类问题。在单级螺杆中,由于设计的原因,或者由于聚合物的特性降低了产量,使得计量部分未被填充,导致计量部分部分填充的原因通常是进料不足。

如果输出有节奏的波动,则原因几乎总是造成计量部分部分充满。

最近,我回顾了运行HMWPE的圆孔挤出机,该挤出机具有稳定的周期性波动。 HMWPE的湿滑特性通常会导致进料速度低于预期,导致计量部分部分充满。通过使用换网器仅将头部压力提高了几百磅,就消除了喘振现象。

明智的一句话:尝试通过增加吸入压力来消除熔体泵的周期性波动时,请确保在泵的排出压力下保持良好状态。这将保持聚合物流过熔体泵轴承进行润滑,并防止损坏设备。


关于作者:Jim Frankland是一位机械工程师,从事各种类型的挤出加工已有40多年的历史。他现在是Frankland Plastics Consulting,LLC的总裁。联系 jim.frankland@comcast.net 或(724)651-9196。

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