Экструзионные агрегаты для производства плоских пленок

Экструзионные агрегаты для  производства плоских пленок.

Плоские пленки (толщиной до 0,5 мм) получают методом экструзии в плоскощелевых экструзионных головках. Для экструзии пленки обычно применяют червяки с отношением  L/D=20-25.

Агрегат для производства плоских пленок с охлаждением  их в водяной ванне (рис. 1, а) состоит  из экструдера 1, фильтра 2, плоскощелевой  головки 3, охлаждающе ванны с комплектом направляющих роликов 4, тянущих валков  5 и намоточного устройства 6. При  работе агрегата расплав из экструдера 1 проходит через фильтр 2 и, выходя вертикально  вниз из профилирующей щели  головки 3, попадает в охлаждающую ванну 4. После охлаждения пленка проходит тянущие  валки 5, устройство для обрезания  кромок и поступает в намоточное устройство 6.

Кроме охлаждения пленки в  ванне применяют несколько разновидностей охлаждения на барабанах. В этом случае полотно,  выходящее из формующей  щели головки вертикально вниз, поступает  на охлаждаемый металлический барабан (метод полива на барабан, как показано на рис. 1, б) или на первый приемный волок  системы из трех охлаждающих валков (рис. 1, в).  

Рис. 1. Агрегат для производства плоских пленок:

а – с охлаждением в  водяной ванне; б – поливом  на охлаждающий барабан; в – с  охлаждением на валках.

 

Скорость изготовления плоских  пленок достигает сотен метров в  минуту. Поэтому для их намотки  используют устройства с автоматической перезаправкой пленок с рулона на бобину.

Плоскощелевые головки по способу подвода расплава к формующей  щели можно разделить на два типа: коллекторные головки, в которых  расплав подводится к формующей  щели через канал-коллектор, и головки  равного сопротивления, в которых  выходящий из экструдера расплав  непосредственно растекается по щелевому каналу.

Основная трудность, встречающаяся  при конструировании  плоскощелевых  головок, состоит в обеспечении  постоянного расхода расплава по всему фронту щелевого канала. Расплав, поступающий из экструдера в коллектор  головки (рис. 2), проходит на пути к разным местам формующей щели различные  расстояния. В результате этого давления вдоль фронта формующей щели и, как  следствие, к возникновению поперечной разнотолщинности пленки.

Рис. 2. Схема распределения  потоков в коллекторной плоскощелевой  головке.

 

Для устранения разнотолщинности используют локальные  регулируемые сопротивления (дроссели). Применяют  также и локальное изменение  толщины щели при помощи упруго деформирующихся  губок и, наконец. Используют местную  корректировку температуры.

 Коллекторная плоскощелевая  головка (рис. 3) состоит из адаптера 10 с фильтрующим элементом 11 корпуса  3, профилирующих губок 4 и 6. Расстояние  между губками регулируется при  помощи винтов 2 и 7. Обогрев головки  осуществляется шестью или более  нагревателями  сопротивлений,  причем четыре нагревателя 1 установлены  вдоль щели, а два (12 и 13) –  на теле адаптера 10 и соединительного  патрубка 9. Контроль температуры  производится при помощи термопар. Ширину экструдируемого полотна  регулируют штырями 5, которые  свободно перемещаются со стороны  боковых щек, запирая часть  формирующей щели.

Рис. 3. Коллекторная плоскощелевая  головка.

 

Головка равного сопротивления (рис. 4) состоит из корпуса 1, в котором  монтируется губки 2 и 3. Губка 2 крепится к корпусу неподвижно, в то время  как положение губки 3 можно регулировать установочными винтами 4 для получения  пленки постоянной толщины. Канал, подводящий расплав,

Рис. 4. Головка равного  сопротивления.

 

состоит из двух частей: широкого участка А, по которому расплав обтекает всю головку, и узкого подводящего  канала В, длина которого подбирается  таким образом, чтобы давление перед  формующей щелью было одинаково  по всей ширине щели. Для подсоединения  головки к экструдеру служит фланец 5, который крепится к фланцу 6 корпуса  экструдера при помощи откидных болтов 9. Нагнетаемый червяком 7 расплав  проходит через фильтр 8, буферные каналы А и В и выдавливается через формующую щель С.

 

Рис. 5. Принципиальная схема  одночервячного экструдера.

 

     Широко используется в производстве пленок экструдеры с  одним нагнетающим червяком.  Одночервячный  экструдер (рис. 5) состоит из червяка 1, вращающегося внутри цилиндрического корпуса 2, на котором установлен бункер 11. Внутри корпуса, как правило, запрессовывается гильза 3 с азотированной, закаленной и термообработанной поверхностью. Обогрев корпуса осуществляется нагревателями 4, сгруппированными в несколько (как правило, три или четыре) тепловых зон. На конце корпуса устанавливается головка с профилирующим инструментом 5, соединяющая с корпусом экструдера посредством адаптера 6. Между червяком и адаптером располагается решетка с пакетом фильтрующих сеток 7. Корпус устанавливается на станине 8. Осевое усилие воспринимается блоком упорных подшипников 10. Привод червяка осуществляется от регулируемого электродвигателя через шестеренчатый редуктор 9. Бункер изготавливается из листовой стали или алюминиевых сплавов со смотровым окном для контроля за уровнем находящегося в бункере материала. Для переработки материалов, склонных к свободооброзованию  (зависанию), в бункере устанавливают перемешивающее устройство. Бункера экструдеров, предназначенных для переработки материалов с низкой сыпучестью (порошки), оборудуют с устройствами для предварительного уплотнения материала. Для переработки гидрофильных полимеров применяют бункера с вакуумированием с целью удаления влаги и летучих. В некоторых случаях используют бункера, в которых материал подогревается, горячим воздухом (рис. 6) [1].

Рис. 6. Бункер с предварительным  подогревом гранул:

1 – распределительные  сопла; 2 – корпус бункера; 3 –  магнитный затвор; 4 – патрубок  для отвода воздуха; 6 – промежуточная  емкость; 7 – заслонка, регулирующая  подачу горячего воздуха; 8 – калорифер  с регулятором температуры подогрева  воздуха; 9 – вентилятор; 10- загрузочная  воронка экструдера.

 

В конце производственной линии устанавливаются намоточные машины, предназначенные для намотки готовой продукции в рулоны. На раму намоточной машины (рис. 7), закрепленную на фундаменте устанавливаются две боковины. На правой монтируют шпиндель с приводом, на левой – зажимное устройство. Намоточную штангу квадратного сечения с сердечником вставляют в шпиндель  и закрепляют зажимным устройством. Привод состоит из электродвигателя, редуктора и фрикционной муфты. Перед намоточной машины расположен ширильный ролик. Для обеспечения равномерной намотки машины комплектуются электро- или пневмогидравлическим следящим устройством, состоящим из фото- или пневмодадтчика, гидронасоса, струйного гидроусилителя и силового гидроцилиндра.    В этом случае  рама машина устанавливается подвижно на катках [2].

Рис. 7. Намоточная машина:

1 – фрикционная муфта  сцепления; 2- корпус; 3 – шпиндель; 4 – опорный каток; 5 – датчик  положения полотна; 6 – ширильный  вал; 7 – устройство исправления  перекоса; 8-выдвижная пиноль; 9 –  рукоятка выдвижения пиноли; 10 –  корпус пиноли; 11 – боковина; 12 –  гидропривод; 13 – электродвигатель  гидропривода; 14 – струйный усилитель; 15-каретка; 16 – основание; 17 – силовой  гидроцилиндр; 18 – каток; 19 – привод  намотки; 20– ограждение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«Казанский Национальный Исследовательский Технологический  Университет»

 

 

 

 

 

 

Оборудования для получения  полимерных пленок методом плоскощелевой  экструзией.

 

 

 

 

 

Выполнил: Сафиуллин Л.А.

Проверил: Васильев А.A.

 

 

 

 

 

Казань, 2011 г.

Список литературы.

1. Торнер Р.В., Акутин М.С.  Оборудование заводов по переработке  пластмасс. – М.: Химия, 1986. – 400 с., ил.

2. Факторович Ю.Д. Оборудование  промышленности искусственных кож  и пленочных материалов. – Справочник. – М.: Легпромбытиздат, 1986. – 248 с., ил.