Лабораторный винтовой экструдер

Типы лабораторных шнековых экструдеров

Лабораторный шнековый экструдер – это машина, используемая для обработки и формования пластиковых материалов при контролируемой температуре и давлении. Обычно он состоит из барабана, шнека, загрузочного устройства, нагревательного элемента, охлаждающего элемента и матрицы. Существуют три основных типа лабораторных шнековых экструдеров: одношнековые экструдеры, двухшнековые или соосные экструдеры и встречно вращающиеся двухшнековые экструдеры.

• Одношнековые экструдеры: Этот тип в основном состоит из барабана и винтового шнека. Винтовой шнек обычно транспортирует и плавит материалы. Барабаны обычно разделены на различные зоны температурного контроля для точного регулирования температуры материалов во время процесса плавления. Одношнековые лабораторные экструдеры подходят для обработки материалов с хорошей текучестью, таких как PP, PE и PS. Однако для некоторых материалов с высоким наполнением и низкой текучестью они неприменимы.
• Соосные двухшнековые экструдеры: Этот тип экструзионной машины имеет два шнека, которые вращаются в одном направлении и плотно сцеплены друг с другом. Шнеки обычно закреплены на полностью закрытом барабане. Конструкция с зацеплением повышает эффективность транспортировки, перемешивания и плавления материалов. Соосные двухшнековые экструдеры подходят для обработки сложных материалов, таких как компаунды, сплавы и инженерные пластмассы, которые требуют высокой эффективности плавления и перемешивания.
• Встречно вращающиеся двухшнековые экструдеры: Этот тип состоит из двух шнеков, которые вращаются в противоположных направлениях. Обычно они плотно установлены в сегментированном барабане. К преимуществам встречно вращающихся экструдеров относятся хорошая пропускная способность подачи, высокая эффективность плавления и высокая адаптивность к различным материалам. Встречно вращающиеся двухшнековые экструдеры подходят для обработки материалов с различными свойствами и сложными формулами, такими как ПВХ, наполненный нейлон и т. д.

Технические характеристики и техническое обслуживание

Технические характеристики лабораторного шнекового экструдера имеют решающее значение при применении соответствующих моделей в промышленном применении. Вот краткий обзор некоторых ключевых характеристик, которые необходимо знать:

• Диаметр

  Диаметр барабана и шнека имеет решающее значение, поскольку он определяет объемный расход материала, проходящего через экструдер. При меньшем диаметре получается высокое давление расплава. Это повышение давления расплава помогает достичь желаемых свойств для рассматриваемого материала.

• Зоны нагрева / охлаждения

  Многие лабораторные экструдеры поставляются с нагревательными рубашками или охлаждающими змеевиками вокруг барабана. Эта функция помогает поддерживать температуру материала по мере его движения через барабан. Функция контроля температуры необходима при работе с материалами, которые разлагаются при воздействии высоких температур.

• Крутящий момент / скорость вращения шнека

  Лабораторные шнековые экструдеры могут отличаться по мощности двигателя. Однако двигатель должен обладать необходимым крутящим моментом для привода шнека. В зависимости от мощности двигателя будет отличаться скорость вращения шнека. Скорость вращения шнека будет влиять на время пребывания материала в секции перемешивания экструдера.

• Матрица

  Матрицы в лабораторном шнековом экструдере бывают всех форм и размеров. Матрица будет определять способ обработки материала. В большинстве случаев матрица будет представлять собой цилиндрическую деталь с отверстием, проходящим через нее. Цилиндрическая деталь также может иметь некоторые выступы и канавки, которые помогают формировать материал при его выходе.

• Отношение длины к диаметру

  Это отношение между длиной шнека в прямом положении и его диаметром. Отношение L/D влияет на степень перемешивания материала и количество тепла, выделяемого при движении материала через экструдер.

• Горловина и клык

  Шнековый экструдер имеет сужающуюся секцию, называемую горловиной. Площадь горловины уже, чем зона подачи. Затем он переходит к более широкой секции, называемой клыком. Секция клыка значительно расширяется, что позволяет материалу хорошо перемешиваться и нагреваться, прежде чем он перейдет в насосную секцию.

Техническое обслуживание

Как и все оборудование, экструдеры требуют определенного технического обслуживания, чтобы производственный процесс не прерывался. Выполнение некоторых простых задач по техническому обслуживанию может помочь продлить срок службы экструдера более чем на 10 лет.

• Регулярная очистка обязательна. Начните с тщательной очистки. Затем разработайте график и придерживайтесь его. Регулярная очистка предотвратит скопление материала внутри экструдера.
• Используйте правильный тип смазки для подшипников и приводов. Смазка движущихся частей помогает уменьшить износ.
• Калибруйте температуру экструдера. Если температура неверная, это может негативно сказаться на обрабатываемом материале.
• Осматривайте компоненты, такие как матрица и нож. Ищите признаки повреждения и быстро заменяйте детали при появлении каких-либо признаков повреждения.
• Ведите журнал технического обслуживания, чтобы операторы знали, какое техническое обслуживание проводилось в прошлом и какое запланировано в будущем.

Сценарии применения лабораторных шнековых экструдеров

Лабораторные шнековые экструдеры имеют различные области применения в разных отраслях. Их можно использовать для подготовки материалов в научно-исследовательских институтах и университетах. В этом случае они будут использоваться для разработки материалов для исследований, поскольку требуемые объемы образцов обычно невелики, и экструдер можно настроить для изменения различных параметров при изучении материала.

Пищевая промышленность использует лабораторные шнековые экструдеры для разработки пищевых продуктов в небольших масштабах. В этом случае ученые или технологи-пищевики будут использовать их для изучения и разработки новых пищевых продуктов, например, закусок и обогащенных злаков. В этом случае они будут анализировать взаимодействие ингредиентов и их состав. Если лабораторный шнековый экструдер дает желаемый результат, пищевая промышленность может перейти к покупке крупномасштабного или производственного экструдера.

В полимерной промышленности лабораторная шнековая экструзионная машина может использоваться для характеризации материалов в небольших масштабах, когда крупномасштабное производство не требуется. Здесь он также используется для изучения свойств текучести различных материалов. Это можно сделать при покрытии материалов, чтобы знать, насколько хорошо они будут работать при использовании в конкретных областях применения.

Лабораторные шнековые экструдеры также могут использоваться для мелкосерийного производства. В этом случае продукт был доработан, и промышленность готова рассмотреть затраты и производственную эффективность с помощью крупномасштабной машины, оснащенной системой нагрева, которая может работать при более высоком напряжении и давлении.

Еще одно применение лабораторного шнекового экструдера – образование и обучение. В этом случае они используются для обучения технологиям обработки материалов и экструзии, а операторы могут пройти обучение работе на машине для обработки различных материалов.

Как выбрать лабораторный шнековый экструдер

При покупке лабораторного шнекового экструдера определенные функции могут помочь определить его качество. Ниже рассматриваются некоторые ключевые функции, на которые следует обратить внимание.

• Модульная конструкция

  Модульная машина имеет взаимозаменяемые компоненты. Это позволяет пользователям легко настраивать и адаптировать машину для различных применений. Они также могут изменять определенные параметры для тестирования различных материалов.

• Взаимозаменяемость

  Изучите, как компоненты экструзионной системы работают с другими компонентами от разных производителей. Компоненты экструдера, которые легко работают с другими, обеспечат большую гибкость в исследованиях.

• Автоматизация, управление и анализ данных

  Современные экструдеры поставляются с набором функций автоматизации и анализа данных. К ним относятся управление рецептами, расширенное протоколирование данных, контуры обратной связи и PID (пропорционально-интегрально-дифференциальное) управление, среди прочего. Эти функции могут повысить воспроизводимость, точность и способность анализировать и оптимизировать процессы экструзии.

• Наклон экструдера и барабан

  Материалы как барабана, так и шнека, а также их поверхностная отделка – это важные характеристики, которые необходимо проверить. Обычно доступны варианты материалов и поверхностной отделки.

• Параметры безопасности

  Изучите функции безопасности лабораторного экструдера. К ним могут относиться кнопки аварийной остановки, мониторинг температуры и давления со встроенными блокировками безопасности, а также ограждение вокруг движущихся частей.

Часто задаваемые вопросы о лабораторном шнековом экструдере

В1: Каковы последние тенденции в технологии лабораторных шнековых экструдеров?

О1: Последние разработки в области лабораторных шнековых экструдеров включают модели, совместимые с компьютерным проектированием (САПР), для простоты модификации параметров процесса, более высокую энергоэффективность, меньший углеродный след и достижения в области мониторинга качества материалов наряду с интеграцией систем управления в реальном времени.

В2: Как повысить производительность шнекового экструдера?

О2: Использование правильного материала для конструкции шнека, оптимизация технологической температуры и давления, правильное техническое обслуживание экструдера и применение точных механизмов подачи могут повысить производительность лабораторного шнекового экструдера.

В3: В чем разница между лабораторным экструдером и промышленным экструдером?

О3: Хотя лабораторный шнековый экструдер и промышленный экструдер имеют одни и те же основные компоненты и принципы работы, модели промышленного масштаба больше, имеют большую производительность и обычно оснащены системами автоматического управления для непрерывной работы. Промышленные экструдеры предназначены для крупносерийного производства, а лабораторные экструдеры используются для мелкосерийного тестирования компаундов.