Ursachen und Lösungen für Materiallecks aus dem Vakuumanschluss des Extruders

Während des Extrusionsprozesses ist es notwendig, Gas aus dem geschmolzenen Material abzuführen. Wenn diese Gase nicht abgeführt werden können, können auf der Oberfläche oder im Inneren des Produkts Defekte wie Poren, Blasen und dunkle Oberflächen auftreten, die die physikalischen, mechanischen, chemischen und elektrischen Eigenschaften des Produkts ernsthaft beeinträchtigen können. Zwischen der Zufuhröffnung und dem Düsenkopf sind ein bis zwei Auslassöffnungen angebracht, um Feuchtigkeit und andere flüchtige Stoffe aus dem geschmolzenen extrudierten Material zu entfernen. Beim Öffnen der Stahlflasche kommt es jedoch häufig zu Problemen. Das häufigste Problem besteht darin, dass Material aus der Auslassöffnung austritt. Eine kleine Materialmenge beeinträchtigt die Abgabe flüchtiger Stoffe und beeinträchtigt die Produktqualität. Eine große Menge Material blockiert die Auslassöffnung und führt sogar zu einer Abschaltung.

Im Allgemeinen gibt es zwei Gründe für einen Materialüberlauf. Zum einen ist die Schneckenkonstruktion unzumutbar, was zu einem Materialrückfluss an der Auslassöffnung führt. Der andere Grund besteht darin, dass die Konstruktion der Auslassöffnung unangemessen ist und dazu führt, dass das geschmolzene Material beim Durchgang durch die Auslassöffnung „hängen bleibt“. Um die Ursache zu finden, prüfen Sie zunächst, ob das Material in der Schnecke aus der Auslassöffnung zurückfließt. Bei den meisten Abgasextrudern können Sie sehen, wie sich die Schmelze in der Schnecke dreht und vorwärts bewegt. Unter normalen Umständen überschreitet der Materialfüllgrad der Schraubennut nicht 50 %. Bei einer Überschreitung wird nicht nur die Abgaswirkung beeinträchtigt, sondern es kann auch zu einem Materialüberlauf an der Abgasöffnung kommen. Wenn er weniger als 50 % beträgt, kann die Schraube normal funktionieren. Ein Materialüberlauf kann durch eine unangemessene Gestaltung der Auslassöffnung oder des Umleitungselements verursacht werden.

Faktoren, die Leckagen und Lösungen beeinflussen

1. Schraubenfaktoren

Entlüftungsschnecken sind meist mehrstufig ausgeführt. Der Vorteil dieser Konstruktion besteht darin, dass die Entlüftung unter Normaldruck steht und das Material nicht ausfließt. Ein Extruder mit einer Entlüftung erfordert eine zweistufige Schnecke, und ein Extruder mit zwei Entlüftungsöffnungen erfordert eine dreistufige Schnecke. Jede Stufe verfügt über einen Normaldruckabschnitt, einen Kompressionsabschnitt und einen Dosierabschnitt. Die erste Stufe ist der Normaldruck-Einspeiseabschnitt und die zweite Stufe ist der Normaldruck-Auslassabschnitt, in dem sich die Entlüftung befindet. Bei der Konstruktion der Entlüftungsextruderschnecke gibt es zwei Hauptprobleme: Erstens muss das Material beim Erreichen des Auslassabschnitts vollständig geschmolzen sein, um die flüchtigen Bestandteile abzugeben; Zweitens muss die Fördermenge der Schnecke der zweiten Stufe größer sein als die der Schnecke der ersten Stufe, damit die Schneckennut zu Beginn der zweiten Stufe nicht voll ist und die Entlüftung auf Normaldruck gehalten werden kann. Wenn die Fördergeschwindigkeit der Schnecke der ersten Stufe größer ist als die der Schnecke der zweiten Stufe, fließt die Schmelze im Extruder zurück. Um dieses Problem zu lösen, müssen Sie die Vorschubgeschwindigkeit der ersten Stufe verringern oder die Vorschubgeschwindigkeit der zweiten Stufe erhöhen.

2. Prozessbedingungen

Der einfachste und schnellste Weg, das Problem des Materialüberlaufs zu lösen, besteht darin, die Prozessbedingungen zu ändern. Senken Sie beispielsweise die Temperatur, erhöhen Sie die Reibung und Scherspannung entlang des Stahlzylinders oder der Stahlschnecke und erhöhen Sie die Reibung oder Viskosität entlang der Oberfläche des Stahlzylinders, um die Materialabgabe zu erhöhen.

Die Vorschubgeschwindigkeit der ersten Stufe kann durch folgende Methoden reduziert werden:

(1) Erhöhen Sie die Temperatur der zweiten und dritten Zone der Stahltrommel.

(2) Kühlen Sie die Schraube der ersten Stufe ab.

(3) Fütterung nach der Hungermethode.

(4) Passen Sie die Temperatur des Futterbehälters an (wiederholte Experimente sind erforderlich).

Die Vorschubgeschwindigkeit der zweiten Stufe kann durch folgende Methoden erhöht werden:

(1) Senken Sie die Temperatur der Stahltrommel der zweiten Stufe.

(2) Erhöhen Sie die Temperatur der Schnecke der zweiten Stufe.

(3) Erhöhen Sie die Temperatur der Matrize.

(4) Erhöhen Sie den Düsenspalt oder verringern Sie den Düsenwiderstand.

(5) Reduzieren Sie die Anzahl der Filter.

(6) Filter mit größeren Abständen verwenden.

Wenn eine Änderung der Verarbeitungsbedingungen das Problem immer noch nicht lösen kann, müssen andere Methoden angewendet werden, wie z. B. eine Neukonstruktion der Schnecke, eine Reduzierung des Düsenwiderstands, eine Verlängerung der Schnecke und des Stahlzylinders oder der Einbau einer Zahnradpumpe zwischen Extruder und Düse. Der Einbau einer Zahnradpumpe kann das Problem des Materialüberlaufs lösen, kostet aber mehr als eine neue Schnecke.

3. Entlüften

Wenn die Schnecke an der Entlüftung nur teilweise gefüllt ist und dennoch Material aus der Entlüftung austritt, liegt ein Problem mit der Konstruktion der Entlüftung vor. Die Entlüftung sollte breiter sein als der rollende Materialfluss, um sicherzustellen, dass die Entlüftung nicht durch die Schmelze blockiert wird. Gleichzeitig sollte die Öffnung der Entlüftung nicht zu groß sein, was die Verweilzeit der Schmelze und die Expansionszeit des Materialstroms verkürzen kann. Im Normalbetrieb ist die Schraubennut halbvoll und die Entlüftung steht unter Normaldruck. Tatsächlich herrscht in der Walzschmelze immer noch ein Druck von etwa 0,21 bis 0,35 MPa oder mehr, der ausreicht, um die Schmelze an der Entlüftung auszudehnen. Auf diese Weise sollte die normale viskoelastische Ausdehnung des Materials bei der Auslegung der Entlüftung berücksichtigt werden, da sonst ein Teil des rollenden Materialstroms „hängen“ und sich am Umlenkelement stauen wird. Wie stark sich der Schmelzstrom ausdehnt, wird durch die Zeit bestimmt, die er durch die Entlüftungsöffnung durchläuft. Je länger die Verweilzeit ist, desto größer ist die Expansion. Die Verweilzeit wird durch die Schneckengeschwindigkeit und die Größe der Entlüftung gesteuert. Durch eine Erhöhung der Schneckengeschwindigkeit kann die Verweilzeit verkürzt werden. Aus diesem Grund verursacht die Extrusion bei niedriger Geschwindigkeit eine stärkere Blasenbildung im Material als die Extrusion bei hoher Geschwindigkeit. Allerdings ist die Verweilzeit umso länger, je größer die Entlüftungsöffnung ist. Wenn sich die Schmelze an der Entlüftung ansammelt, blockiert sie die Entlüftung. Die Lösung besteht darin, die Entlüftungsöffnung so zu ändern, dass sie der normalen Ausdehnung der Schmelze an der Entlüftung entspricht. Wenn sich die Rollströmung um 5 bis 10 mm ausdehnt, sollte die Tiefe der Entlüftung mindestens 5 bis 10 mm betragen.

4. Umlenkelement an der Entlüftung

Nehmen Sie ein Beispiel aus dem wirklichen Leben. Beim Extrudieren einer Platte mit einem 150-mm-Einschneckenextruder, der gerade poliert und mit einer Entlüftung ausgestattet war, kam es zu einem erheblichen Materialüberlauf im Extruder, sodass keine qualifizierten Produkte hergestellt werden konnten. Der Bediener wollte die Schmelze in der Schneckennut an der Entlüftung prüfen, konnte die Schnecke aber überhaupt nicht sehen. Dies zeigte, dass es ein großes Problem bei der Gestaltung des Umlenkelements gab. Um den Füllgrad der Schneckennut zu prüfen, musste der Bediener das Umlenkelement entfernen. Bei der Inspektion wurde festgestellt, dass die Schraubennut nur zu 40 % gefüllt war, was darauf hinweist, dass die Schraubenkonstruktion angemessen war.

Der Fehlerschwerpunkt lag am Umlenkelement. Obwohl es sich um einen namhaften Extruderhersteller handelt, weist das Design des Umlenkelements gravierende Mängel auf. Bei der Überprüfung des Umlenkelements wurde festgestellt, dass die Entlüftung nicht nur auf der oberen Stufe mit einer Bodenaussparung versehen war, um eine normale Ausdehnung des Materials zu ermöglichen, sondern auch auf der unteren Stufe. Es ist völlig unnötig, einen unteren Ausschnitt für die Schnecke der oberen Stufe zu entwerfen, und es ist äußerst nachteilig, diesen Ausschnitt einzurichten, da er die Verweilzeit des Schmelzbades an der Entlüftung verlängert und dazu führt, dass sich das Schmelzbad stärker ausdehnt, wodurch die Schmelze zunimmt Druckaufbau an der Entlüftung. Ein weiteres Problem sind die flachen und rechteckigen Auslassöffnungen, die schwieriger zu reinigen sind als die geraden. Bei richtiger Konstruktion des Umlenkelements sollte die Auslassöffnung senkrecht zum Radius des Stahlzylinders liegen. Durch die obige Analyse kann das Umlenkelement auf zwei Arten repariert werden: Zuerst wird der untere Schnitt der oberen Stufe mit Metall gefüllt; Zweitens ändern Sie die rechteckige Öffnung in eine radiale, damit der Bediener das geschmolzene Material in der Schnecke sehen kann. Nach der oben genannten Verbesserung wurde das Problem des Materialüberlaufs gelöst und es wurden qualitativ hochwertige Produkte hergestellt.

Abschluss

Ob aus der Entlüftungsschnecke Material austritt, hängt direkt mit dem Extrusionsprozess, den Kunststoffeigenschaften und dem Design der Schnecke und der Entlüftung zusammen. Wenn Hersteller daher Entlüftungsextruder für Produktion und Verarbeitung verwenden, müssen sie über detaillierte Kenntnisse der Verarbeitungstechnologie, der Harzeigenschaften und der Geräteleistung verfügen, um sicherzustellen, dass der Entlüftungsextruder normal und stabil arbeiten kann.

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