Двухшнековый экструдер для полимеров: что это и как работает

Двухшнековые экструдеры представляют собой сложные устройства, состоящие из двух шнеков, установленных внутри цилиндра. Эти шнеки взаимодействуют и вращаются одновременно, что позволяет эффективно работать с разными видами полимерных материалов. Благодаря своей конструкции и разнообразию режимов работы, такие экструдеры способны обрабатывать пластмассы в различных агрегатных состояниях.

Двухшнековые экструдеры

Принцип работы двухшнекового экструдера

Внутри цилиндра происходит транспортировка и пластикация полимерного материала под действием шнеков. Материал захватывается шнеками и перемещается из загрузочной зоны к экструзионной головке, где он проходит через фильеру. В процессе этого перемещения полимерный материал сжимается, нагревается и становится однородным и вязким.

Питание экструдера осуществляется из бункера, куда загружается сырье. Сырье поступает в рабочую зону за счет силы тяжести, а процесс подачи регулируется автоматически с помощью шибера. Для равномерной подачи сыпучих материалов в загрузочный сектор используется шнековый дозатор.

стержни

Преимущества двухшнековых экструдеров по сравнению с одношнековыми

Использование двух шнеков в экструдере значительно улучшает процессы смешивания и гомогенизации материалов, а также снижает энергозатраты. Это происходит потому, что два шнека легче продавливают материал, что снижает нагрузку на двигатель и позволяет экономить электроэнергию.

Еще одно важное преимущество — возможность одновременно дозировать полимер, добавки и красители, обеспечивая высокое качество продукции на выходе, независимо от состава сырья.

Хотя двухшнековые экструдеры имеют более высокую стоимость по сравнению с одношнековыми моделями, это объясняется сложностью конструкции, увеличенными габаритами и наличием дополнительных нагревателей.

Применение двухшнековых экструдеров

Двухшнековые экструдеры широко применяются в производстве различных полимерных изделий благодаря их способности эффективно смешивать и плавить материалы. Такие устройства используются для изготовления труб разного диаметра, профилей для окон и дверей, досок из древесно-полимерного композита (ДПК), кабельной изоляции, пленок, листов и других изделий.

В некоторых производственных процессах двухшнековые экструдеры являются незаменимыми, особенно при работе с материалами низкой насыпной плотности, когда требуется качественная дегазация, компаундирование или гранулирование.

традиционное одношнековое оборудование

Дегазация в двухшнековых экструдерах

Дегазация — важный процесс при работе с полимерными материалами. В двухшнековых экструдерах на участках с интенсивным нагревом устанавливается вытяжка с вакуумным насосом. Ее задача — удаление из расплава влаги, газообразных включений и воздуха. Это предотвращает выделение токсических веществ в процессе грануляции, что повышает безопасность на производстве и улучшает качество конечной продукции.

Виды и типы двухшнековых экструдеров

Характеристики двухшнековых экструдеров зависят от профиля шнеков, их конфигурации, частоты вращения и других параметров. Выделяют несколько категорий экструдеров:

• По конструкции шнеков: параллельные и конические, с постоянной или переменной глубиной нарезки. Конические модели работают на низких скоростях, что позволяет избежать перегрева и разрушения полимеров, особенно при работе с материалами низкой термостойкости, такими как ПВХ.
• По направлению вращения: сонаправленное и встречное вращение шнеков.
• По режиму вращения: низкоскоростные (до 200 об/мин) и высокоскоростные (от 200 об/мин). Конические шнеки вращаются медленнее, что подходит для производства труб и профилей из порошкообразного сырья, тогда как параллельные шнеки часто используются на высоких скоростях для производства ПЭТ-листов и компаундов.

Схемы расположения стержней в двухшнековом экструдере

Заключение

Двухшнековые экструдеры — это высокоэффективные устройства для переработки полимеров, которые позволяют добиться высокой степени гомогенизации, снижения энергозатрат и улучшения качества конечного продукта. Эти машины особенно востребованы в производствах, где требуется работа с компаундированием, гранулированием или формованием жестких полимерных композитов.