Описание экструзионной линии на примере линии EXT 2200/120/320

Назначение экструзионной линии

Экструзионная линия EXT 2200/120/320 предназначена для изготовления листов из ПНД, ПВД, АБС, ПС, ПП, ПЭТ и других термопластичных полимеров методом экструзии (выдавливания) расплавленной пластмассы через формующий инструмент, каландрования (точной калибровки по толщине, придания заданных прочностных свойств и необходимой чистоты поверхности), непрерывной обрезки краев в процессе движения материала (с целью получения листа заданной ширины), и периодической отрезки листов заданной длины.

Состав линии

В состав линии EXT 2200/120/320, (см. Рис.1) входят: шнековый (винтовой) экструдер (1), загрузочный бункер (2), фильтр очистки массы (3), формующий инструмент - щелевая головка (4), калибровочное устройство-каландр (5), роликовый транспортер-рольганг (6), вытяжное устройство (7), устройство отрезки листа (9) и централизованный пульт управления (ЦПУ) (8).
Исходный материал представляет собой дозированную смесь гранул сырья и суперконцентрата красителя или дробленых отходов предыдущего производства. Материал засыпается в загрузочный бункер, откуда поступает в экструдер (рис. 2).

Подробное описание технологии экструзии(Рис. 2 и Рис. 1)

Экструдер

ЭКСТРУДЕР предназначен для размягчения (пластификации) исходного материала.

Принцип устройства экструдера(Рис. 2)

Рабочим органом экструдера является вращающийся винт-шнек(1), диаметром 120мм., установленный в отверстие гильзы(2). Вращение шнека с заданной скоростью обеспечивается управляемым приводом. Привод вращения шнека экструдера образован управляемым электродвигателем(3) и редуктором(4).

Вал электродвигателя и входной вал редуктора, а также выходной вал редуктора и хвостовик шнека, соединены между собой муфтами(5), имеющими упругий элемент для сглаживания колебаний нагрузки на привод, возникающей вследствие разницы давления материала по длине шнека.

Задание скорости вращения шнека производится с пульта управления привода(9).

Питание экструдера

Питание экструдера осуществляется блоком питания(7), на верхней панели кожуха которого установлена кнопка экстренного выключения питания в случае возникновения аварийной ситуации.

Установка экструдера(крепление)

Все рабочие органы экструдера размещены на станине(15). При этом, гильза(2) неподвижно закреплена на опорах станины, электродвигатель(3) и редуктор(4) зафиксированы болтами. Хвостовик шнека(1) установлен в подшипниковую опору(6):, фланец корпуса которой жестко соединен винтами с концевым фланцем гильзы(2).

Подача материала

Вращаясь, шнек(1) захватывает материал из загрузочного бункера(Рис.1 (2)) и подает через гильзу(2) и фильтр(Рис.1 (3)) в щелевую головку(Рис.1 (4)). В процессе подачи в гильзе(2) производится постепенный нагрев материала до требуемой температуры.

Устройство нагрева

Устройство нагрева исходного материала(13) представляет собой набор нагревательных элементов - спиралей, облегающих наружную поверхность гильзы(2) по всей ее длине, соединенных параллельно, и образующими 6 зон регулируемого нагрева.
Зоны с 1-ой по 6-ую расположены в направлении от загрузочного бункера(Рис.1 (2)) к щелевой головке(Рис.1 (4)).
Общее количество элементов - 19.
Температура нагрева в каждой зоне задается собственным регулятором-измерителем(10) и фиксируется собственным датчиком (термопарой).
Система задания температурного режима экструдера включает в себя 6 регуляторов - измерителей ТРМ1, которые расположены на станине(15). На ЦПУ имеется индикаторная панель, содержащая пояснительную схему компоновки системы нагрева и выдающую всю необходимую для оценки состояния процесса информацию.
Каждая зона нагрева защищена кожухом(14).
Кроме того, в качестве дополнительного устройства стабилизации температуры, каждая зона оснащена вентилятором. Включение вентиляторов производится при необходимости.
Последовательность повышения температуры нагрева от зоны 1 к зоне 6 обеспечивает необходимую для формования пластификацию материала.

При подаче, материал оказывает сопротивление движению, в результате чего в гильзе создается значительное давление на стенки и шнек. Следствием этого является то, что шнек в процессе работы испытывает большие осевые нагрузки. Для восприятия этих нагрузок в опоре шнека установлен упорный подшипник(6). Подшипниковая опора(6) образована радиальным подшипником, осуществляющим центровку шнека и воспринимающим радиальную нагрузку, и упорным подшипником, воспринимающим осевую нагрузку. Подшипники установлены и закреплены в собственном корпусе.
Для устранения опасности заклинивания шнека в случае попадания инородных (непластмассовых) предметов внутрь шнековой машины, конструкция шнека EXT 2200/120/320 предусматривает постоянную глубину витка. Создание давления в зоне сжатия обеспечивается уменьшением шага винта.

ФИЛЬТР

ФИЛЬТР предназначен для воспрепятствования попадания в щелевую головку инородных тел и, в процессе работы, подлежит периодической очистке. Фильтр расположен между экструдером и щелевой головкой (см. Рис.1) и установлен в корпусе, образованном двумя фланцами, один из которых присоединен к гильзе, а другой к щелевой головке. На фильтр прикрепляется сетка.

ЩЕЛЕВАЯ ГОЛОВКА

ЩЕЛЕВАЯ ГОЛОВКА установлена на выходе экструдера и состоит из верхней и нижней части, которые неподвижно соединены между собой болтами и, в сборе, закреплены на станине. В щелевой головке происходит формование пластичного материала в непрерывную ленту. Необходимым условием качественного и безотказного формования является температурный режим. Щелевая головка имеет собственную систему задания и контроля температурного режима, которая включает в себя совокупность нагревательных элементов, регуляторов-измерителей и датчиков температуры. В качестве нагревательных элементов используются трубчатые электронагреватели (ТЭНы). Производится независимый нагрев верхней и нижней частей щелевой головки, верхней и нижней кромок на выходе формуемого материала (губок).
Количество нагревательных элементов верхней части — 22, нижней части — 14.
Количество зон управляемого нагрева в верхней части — 10, в нижней части -6.
Подогрев губок производится отдельными ТЭНами (температура не задается, но регулируется). Задание температуры нагрева производится для каждой зоны. В качестве устройств задания используются 10 регуляторов-измерителей ТРМ1 (на Рис. 2 устройство 10) и 1 восьмиканальный регулятор-изменритель ТРМ-138 (на Рис. 2 устройство 11). В каждой зоне нагрева установлен собственный датчик температуры (термопара).
Температурный режим работы экструдера и щелевой головки является основным параметром технологии, устанавливается в результате тщательной отработки для каждого вида изделий, и требует постоянного и внимательного наблюдения. Наблюдение за работой системы проводится по показаниям на индикаторной панели, которая расположена на ЦПУ(8).

КАЛАНДР

КАЛАНДР расположен последовательно после щелевой головки и представляет собой механическую систему из трех валов (1-3), последовательно расположенных в вертикальной плоскости. При этом валы образуют две пары (верхний - средний и средний - нижний), в которых каждый из валов вращается в противоположном направлении.
Все исполнительные устройства и механизмы каландра размещены на станине, имеющей возможность перемещения относительно экструдера и фиксации на определенном расстоянии от щелевой головки. Расстояние между щелевой головкой и каландром определяется в процессе отработки технологии данной продукции и фиксируется установочными винтами.
Каландр образован Валами, диаметром 320 мм. каждый, установленных в подшипниковых опорах, связанных со станиной. При этом опоры вала неподвижны, а опоры валов имеют возможность перемещения по направляющим станины и фиксации, с помощью винтов, относительно вала на определенном расстоянии.
Скорость вращения валов каландра задается управляющим устройством-инвертором с Пульта.
Каландр имеет собственную систему стабилизации температурного режима. Теплоносителем является специальная жидкость (эмульсия),которая непрерывно циркулирует внутри валов. Эмульсия заливается в расширительный бак до необходимого уровня. В баке эмульсия разогревается. Нагревательные элементы закреплены в крышке бака, там же установлен датчик температуры. Средством подачи жидкости в систему является центробежный насос. Кроме того, в системе имеется радиатор, необходимый для охлаждения жидкости. Управление температурой осуществляется терморегулятором, который расположен на станине экструдера.
На выходе каландра, на станине, закреплено устройство продольной обрезки краев материала. На штанге, симметрично, с двух сторон установлены обрезные ножи и прижимы. В работе ножи должны быть надежно зафиксированы на штанге (гайками, с двух сторон). Материал протягивается между верхним и средним, затем между средним и нижним валами с заданной скоростью, в результате чего приобретает требуемую прочность, гладкость и равнотолщинность, необходимую толщину и ширину ленты.

РОЛЬГАНГ

РОЛЬГАНГ (роликовый транспортер) размещен на станине и представляет собой комплект роликов, закрепленных с возможностью их свободного вращения. Продукция в виде непрерывной ленты заданной толщины и ширины перемещается по транспортеру под воздействием вытяжного устройства и продолжает охлаждаться.

Вытяжное устройство образовано парой обрезиненных валов, которые синхронно вращаются в противоположном направлении, обеспечивая подачу полимерной ленты к устройству обрезки. Скорость валов регулируется иныерторным регулятором частоты.
Устройство резки производит отрезку готовых листов от экструдируемого полотна.