双螺杆挤出机是改性塑料厂商常用的设备, 今天介绍可以提高双螺杆挤出机性能的一些小细节. 本文介绍的技巧包括设备改造, 设备维护和操作规范三个方面.
设备改造
1, 在喂料段与第二段的法兰间加隔热垫片
机筒的喂料段大多采用水冷, 且用法兰与第二段筒体(加热的)锁定在一起, 热量可以连续从温度高的筒体传导到冷的筒体. 导致第二段筒体不能维持足够的温度. 通常, 操作人员在第二段筒体设定180℃的温度, 但是由于喂料段的热量损失, 实际稳定通常不超过135℃.
最简单的解决方案是在喂料段与第二段筒体法兰之间加1-2个1mm厚的隔热垫片, 并且几年更换一次隔热垫片, 因为隔热垫片有老化降解和皱缩的倾向.
2, 将挤出机冷却系统换成高压冷却系统
大家知道, 水泵中的紊流比层流可以导致更多的管壁热交换. 高压传输中的紊流有高度的横向动量交换, 它击破了边界层. 结果剧烈的流体运动引起了管壁与流体之间大得多的热交换. 挤出机冷却循环系统一般提供20-60psi的压力. 为了达到紊流, 最好达到120PSI的压力. 挤出机几乎所有的冷却系统部件(软管和阀)都要升级到150PSI,才能满足120PSI的安全系数. 改造完成后加工时冷却系统可以及时排出大量的热.
3, 采用合适改装增加喂料量
侧喂料通常用于把填料喂进双螺杆挤出机. 许多加工者需要做很高填充量的填料, 这些填料往往又具有很低的堆积密度. 最终的填充量受以下因素制约:
1, 侧喂料的体积喂料能力和挤出机主螺杆的体积吃料能力. 体积喂料能力取决于侧喂料机和主螺杆螺杆的自由体积, 以及这两个螺杆的转速.
如果一种材料在测试中可以不受到主螺杆的阻力而流到储料鼓中, 那么这种材料喂料速度可以达到很好. 如果侧喂料机直接挨着主螺杆连接, 那么助剂螺杆可以接受的材料量将受到限制. 因此, 主机螺杆最好有长螺距的螺纹元件, 在侧喂料口下游延伸2D-4D长度. 这将允许熔体快速通过侧喂料口, 使填料最大限度地被主螺杆吃进. 如果主机螺杆设计引起任何侧喂料喂进材料的堆积, 那么将严重限制填料的喂料量.
2, 允许气体从挤出机排出的排气能力. 排气的目的就是使空气容易逸出, 同时还要保护填料不从排气口大量逸失. 最好的配置是在侧喂料口的上游开置向上排气的排气口. 有时, 在侧喂料机的上部开一个小的半狭缝排气.
3, 还有一些其它因素要考虑:
(1)喂料机的落料高度
理想情况下, 喂料螺杆要尽可能近地安装于侧喂料口顶部, 以减小落料高度. 如果某种蓬松的材料从空气中流过, 那么它可能变得充满空气, 从而使它在落下后假密度大大减小.
(2)喂料机搅拌类型
要确保填料喂料机中的搅拌器不使填料流态化. 许多搅拌器制造商设计了特殊的搅拌器用于填料喂料. 储料器会连同填料一起引进空气进入挤出机. 一个顶部敞开的斜槽料斗有助于排气. 假如你的斜槽喂料料斗有一个实心盖子并带一个圆管, 并且与喂料器是柔性连接, 那么需要设计一个排气口.
(3)料斗斜槽要接地防静电
一些材料由于摩擦产生静电而引起粉体挂在料斗壁上, 从而导致粉体饼状化. 一个简易的方案就是将料斗斜槽接地.
(4)压缩空气爆破器
如果料饼持续存在, 常常需要一些特殊办法. 可以使用料斗振动器, 但是它占空间, 还需要安装. 一个替代方案是安装一个带空气喷嘴的爆破器, 安装在斜槽的恰当位置上, 在料饼长大之前将其吹破.
设备维护
1, 用酸冲洗冷却水道
水冷的挤出机机筒实际就是一个热交换器, 像所有的热交换器一样, 水道易于结垢而变坏. 许多操作人员注意到, 一个新挤出机的冷却性能要比使用三, 四年的挤出机好很多. 老机器有一层水垢附着在水道内表面, 影响传热效率. 采用一定浓度的酸液清洗机筒可以清理掉水垢, 保持机筒良好的传热效果.
2, 使用合成齿轮油
齿轮箱是双螺杆挤出机的心脏. 因此我们要防止齿轮箱出问题, 使用合成齿轮油可以更好的保护齿轮.
合成齿轮油优点:
1. 更加滑腻, 导致较小的摩擦;
2. 齿轮, 轴承和密封将更持久;
3. 齿轮运转温度更低, 更安静;
4. 合成油不因为机器剪切而损失粘度;
5. 它在高温下维持较高的粘度.
3, 经常清洗机器
清机的目的在于清除挤出机和口模内残留的材料, 它避免了耗时的拆机清洗. 清机材料常分成两类: 化学清洗剂和机械摩擦清洗剂. 许多清洗剂同时具有化学和摩擦功能. 化学清洗剂会与塑料残渣发生反应使其脱离机械表面.
机械摩擦清洗的原理是从金属表面摩擦和冲刷掉残留材料, 使用的是摩擦和剪切的方式. 加工者通过多次试验才能找到合适的清洗材料和方法. 没有一种清洗材料对所有材料都有清洗效果. 加工者需要廉价而有效地清洗材料.
比如, 在美国中西部许多操作者使用玉米作为清洗机器的材料, 因为它容易得到且对机器有好的清洁作用.
下面介绍两种较为有效的清洗剂:
1, 混合物: 50%HDPE+50%硅藻土
2, 混合物: HDPE+水+去污粉. 将HDPE以通常速度在熔融温度下加入螺杆. 将去污粉用水在桶里搅拌成浆液, 从主喂料口慢慢加入浆液. 这些浆液因为发泡而冲击, 摩擦, 清洗螺杆.
操作规范
1, 切换颜色和材料的正确方法
搞挤出的人总是想把机器开得长一些时间. 但是在现实中, 由于客户的需求, 我们常常需要不断切换, 生产80公斤产品A, 然后再生产200公斤的产品B, 等等.
1, 产品的批量要与机器大小相对应. 这似乎是不言而喻的. 但是许多加工者排产无计划, 用75机生产500磅的单子, 结果产生了300磅的废料
2, 写出生产每个产品的清机或拆机的程序, 这有助于操作人员计划时间, 消除他们关于会产生多少机头料的争论.
3, 帮助操作人员, 把清洁的操作工具摆放在挤出机周围, 如果频繁换料, 那就在挤出机周围搞一个工作台, 把需要的东西都准备好.
4, 研究原材料和成品流进流出操作现场的顺序. 安排好以使操作人员花费较少的精力在移动运输工具上.
5, 清除下一个产品对机器清洁程度的要求. 假如你知道下一个产品要求彻底的手工清机, 那就不要浪费时间和材料来糊弄清机.
6, 假如可能, 要按照减少清机的顺序排产. 这就意味着要从浅色做到深色. 反之, 你不得不进行多次拆机.
2, 挤出机开机和停机的正确方式
常见操作方式:
操作人员习惯早晨到工厂就把挤出机开着, 但却去忙其它事情. 使挤出机加热到满量程闲置数小时. 这样做将使聚合物粘附到螺杆和机筒上, 随后这些聚合物材料将持续降解和炭化. 清机无法去除这些材料, 更糟糕的是一旦机器生产产品, 黑点将周期性地从螺杆和机筒里跑出来, 污染产品, 引起客户抱怨.
正确的开机方法:
计划好你什么时候真正要操作挤出机, 然后开始加热, 只需温度达到预定值, 然后进行机筒充料.
正确的关机方法:
在停机之前, 最大限度地在挤出机里填充惰性聚合物(如HDPE)来密封机器的缝隙. HDPE赶走氧气, 涂覆在金属表面, 极大地降低了碳的氧化物的形成. 在挤出机被 '密封' 后, 最好急冷挤出机, 而不是放在空气中冷18个小时. 所谓急冷, 就是把所有温度设定为零, 打开全部冷却水阀. 开着冷却水泵, 使冷却水通过所有的筒体部位, 快速降温. 快速降温将可以避免聚合物降解和炭化.