LanguagesВысокоскоростной шнековый ствол: объяснение производительности труб из полиэтилена высокой плотности
Высокоскоростной одношнековый экструдер: откуда на самом деле получают трубы из полиэтилена высокой плотности
Высокоскоростная линия — это не стандартный винт, вращающийся быстрее. Меняется геометрия шнека, секция подачи и конструкция ствола — это то, что каждый вам покупает и сколько это стоит.
ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ОДНОСКОРОСТНОЙ ШНЕКОВЫЙ ШНЕК · ЭКСТРУЗИЯ ТРУБ ПЭВП · ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЙ БАРЬЕРНЫЙ ШНЕК · ИЗНОСОСТОЙКИЕ ШНЕК И ШНЕК
Комплект из одного шнека и цилиндра для экструзии труб. Фланец, подающее отверстие и скребковая секция имеют одинаковые размеры: производительность, которую линия должна выдерживать час за часом.
- 1. Что на самом деле означает «высокая скорость» на одновинтовой линииОбычныйодношнековый экструдерработает где-то между 30 и 90 об/мин при соотношении L/D 25–30:1. Авысокоскоростная линияработает с тем же диаметром шнека при 100–150 об/мин с соотношением L/D 33–40:1, и ему нужны три вещи, которых нет у обычной линии: секция подачи, которая действительно может подавать твердые частицы с такой скоростью, шнек, достаточно длинный, чтобы закончить плавление до зоны дозирования, и цилиндр, рассчитанный на последующий тоннаж.Рассматривать «высокую скорость» как модернизацию двигателя и коробки передач — ошибка. Выходная мощность перестает линейно расти задолго до того, как двигатель исчерпает мощность, и он останавливается по механической, а не электрической причине.КЛЮЧЕВАЯ ИНФОРМАЦИЯВысокая скорость – это первое решение относительно секции подачи, а затем решение о двигателе. Если твердые частицы не могут быть переданы в первую ветвь со скоростью вращения шнека, дополнительные обороты только увеличивают сдвиг и температуру плавления, но не производительность.2. Три рычага производства — и какой из них закончится первымТри вещи определяют производительность одной винтовой линии, и они выходят из строя в предсказуемом порядке.· Скорость шнека— увеличивает производительность до тех пор, пока секция подачи не достигнет насыщения или температура плавления не достигнет предела смолы. Это первый рычаг, который закончится.· Емкость подачи— скорость, с которой твердые частицы попадают в первый полет. Это то, что дает охлаждаемая питающая горловина с желобками, и это настоящее ограничение на высокоскоростной линии.· Качество плавки— тот, который останавливает тебя после двух других. Выходные данные, поступившие с нерасплавленным продуктом, гелями или чрезмерной температурой плавления, не выводятся; это лом с лишними шагами.Таким образом, практическая последовательность действий такова: зафиксируйте секцию подачи, затем удлините винт, затем увеличьте скорость. Если сделать это наоборот, линия достигнет выходного значения, указанного на паспортной табличке, в течение двух недель, а затем начнет давать черные точки на кристалле — путь отказа, описанный в разделеобслуживание винтового ствола и устранение неисправностей.3. Геометрия шнека для высокопроизводительного ПЭВП.Три стандартавысокоскоростнойсерии построены на L/D 33, 38 и 40. Обычно они поставляются согласованной парой сбиметаллический ствол, потому что тоннаж, оправдывающий скорость, - это также тоннаж, который изнашивает азотированное отверстие. Более высокий L/D покупает длину плавления и смешивания; он также покупает крутящий момент, время пребывания и более длинный ствол. В таблице ниже показаны ориентировочные конфигурации всей линейки.
Ряд Диаметр винта Скорость винта Мотор Ориентировочный результат Л/Д 33 Φ45 мм 10–150 об/мин 20–30 кВт 100–120 кг/ч Л/Д 33 Φ65 мм 20–150 об/мин 45–90 кВт 150–350 кг/ч Л/Д 33 Φ90 мм 20–110 об/мин 160–185 кВт 550–700 кг/ч Л/Д 33 Φ120 мм 20–90 об/мин 280–315 кВт 950–1 100 кг/ч Л/Д 33 Φ150 мм 20–75 об/мин 355–400 кВт ≈ 1 500 кг/ч Л/Д 38 Φ65 мм 20–150 об/мин 110 кВт 350–450 кг/ч Л/Д 38 Φ90 мм 20–110 об/мин 250 кВт 1 000–1 100 кг/ч Л/Д 38 Φ120 мм 20–90 об/мин 400 кВт 1 500–1 600 кг/ч Л/Д 38 Φ150 мм 20–75 об/мин 450 кВт 1 800–2 000 кг/ч Д/Д 40 Φ75 мм 20–150 об/мин 200 кВт 700–850 кг/ч Д/Д 40 Φ90 мм 20–110 об/мин 315 кВт 1 250–1 350 кг/ч Д/Д 40 Φ120 мм 20–90 об/мин 450 кВт 1 900–2 000 кг/ч - Ориентировочные конфигурации высокоскоростной одновинтовой линии по производству полиэтилена высокой плотности. Всегда сверяйтесь с данными производителя станка, головки штампа и смолы, которые фактически эксплуатируются — падение давления на головке трубы само по себе может изменить эти цифры на 10% и более.Три геометрических решения имеют большее значение, чем остальные:· Глубина подачи— более мелкий на высокоскоростном шнеке, поскольку глубокий канал подачи не может быть заполнен при высоких оборотах и просто теряет объем.· Барьерный полет— отделяет твердый слой от расплава, чтобы нерасплавленный полимер не мог попасть в зону дозирования. Это единственное изменение, которое чаще всего исправляетнеустойчивый результат экструзии.· Секция смешивания- Мэддок или распределительная секция, а на трубах из ПЭВП часто головка смесителя для выравнивания температуры расплава поперек потока расплава.4. Секция подачи: голодание, проточка и охлаждение.В случае полиэтилена высокой плотности узким местом является питающая секция. Гранулы HDPE имеют меньшее трение о гладкую стенку ствола, чем LDPE или LLDPE, что означает, что твердые частицы скользят, а не уносятся в первый полет. Наличие канавок в подающей горловине увеличивает трение, а вместе с ним и производительность. Это также часть конструкции, которая наиболее четко проявляется втехнологическая документация, поскольку геометрия канавки и контур охлаждения должны определяться вместе.
Тип секции подачи Влияние на пропускную способность Влияние на качество расплава Где это подходит Гладкий ствол Ограничено трением о стенки; насыщает рано Стабильно, но с ограничением производительности Обычные линии, производительность от низкой до средней Рифленый, неохлаждаемый Более высокая скорость подачи Канавки нагреваются, полимер может прилипать и разрушаться. Редко правильный ответ Рифленый с принудительным охлаждением Самая высокая устойчивая скорость подачи Стабильная подача, предсказуемое плавление Высокоскоростные линии для производства труб и пленки ПНД С канавками, охлаждающими и противоизносными вставками Высочайшая скорость подачи и длительный срок службы Стабильный Абразивные смеси HDPE и вторичное сырье - КЛЮЧЕВАЯ ИНФОРМАЦИЯПитающее горло с канавками без принудительного охлаждения — это понижение версии, замаскированное под модернизацию. Канавки генерируют тепло трения, полимер плавится в канавке, и скорость подачи возвращается к гладкоствольному поведению — с добавлением риска деградации.5. Качество плавки на высокой скорости: баланс сдвигаКаждое дополнительное число оборотов увеличивает сдвиг в расплаве, а сдвиг – это тепло. Задача высокоскоростного шнека состоит в том, чтобы передать энергию плавления, необходимую твердым веществам, не выталкивая расплав за пределы температуры, которую выдерживает смола, что для труб из полиэтилена высокой плотности означает удержание измеренной температуры расплава в пределах примерно 205–225 °C, в то время как шнек вращается со скоростью 100–150 об/мин.Вот почему высокоскоростные шнеки из ПЭВП обычно используются в качестве низкотемпературной экструзии: механическая работа плавления согласована с тепловой энергией, добавляемой лентами, поэтому ни одна из них не должна перегружаться. Три варианта конструкции несут на себе большую часть нагрузки:· Барьерные полетыостаются твердыми и плавятся отдельно, поэтому скорость плавления задается геометрией, а не случайностью.· Смешивание элементовсгладить температурный профиль; без них расплав на кончике стружки горячее, чем у основания.· Вентиляция, если это оправдано смолой или сырьем, удаляет влагу и летучие вещества до того, как они достигнут фильеры.6. Конструкция бочки для труб ПНД.Высокая скорость означает, что через одно и то же отверстие проходит больше тонн в год. Таким образом, конструктивное решение зависит от того, какое истирание сплав должен поглотить в течение срока службы ствола и что произойдет, когда в смесь будет добавлен размол или наполнитель — арифметика, описанная в разделебиметаллическое или азотированное сравнение.
Строительство Твердость поверхности Износостойкость Ориентировочная жизнь Где это подходит Азотированный 38CrMoAlA СПЧ 52–55 Хороший 3–5 лет Первичный HDPE, умеренная производительность Стандартный биметаллический сплав СПЧ 58–62 Отличный 5–7 лет Обычная работа с трубами из полиэтилена высокой плотности, периодическая перешлифовка Карбид вольфрама биметаллический СПЧ 65–68 Начальство 7–10 лет Высокопроизводительные линии, полиэтилен высокой плотности с высоким содержанием наполнителя или вторично переработанный. Внутренняя гильза SKD11 СПЧ 60–62 Отличный 5–8 лет Высокоабразивные составы, где зона износа должна быть заменяемой. Компания PIPLL производит одношнековые и цилиндрические комплекты для труб из полиэтилена высокой плотности диаметром от 20 мм до 500 мм и длиной до 12 м на основе 38CrMoAlA сслой сплава, полученного центробежным литьем2–3 мм на биметаллической конструкции ивнутренняя втулка вкладышагде зона износа должна быть заменяемой. Слой сплава имеет ограниченную толщину только на внутренней поверхности — все, что находится за его пределами, является структурой, и оба размера измеряются вместе, а не по отдельности.
Нанесение слоя сплава на секции дозирования, сжатия и подачи, а также на биметаллический вкладыш. Покрытие решает, где разрешено носить ствол.
Центробежное литье сплавляет сплав с опорной трубкой. Качество склеивания, а не номинальная толщина, определяет, останется ли слой там, где он был нанесен.
- 7. Подгонка винта к трубе: от 20 до 500.Диаметр винта соответствует наружному диаметру трубы и выходной мощности, которую должна выдерживать линия. Приведенная ниже карта является отправной точкой для строительства высокоскоростного трубопровода из полиэтилена высокой плотности; тотэкструзия труб и трубокна странице описано, как с ним согласовано головное и последующее оборудование.
Труба ПНД, наружный диаметр Типичный диаметр винта Типичный L/D Ориентировочный результат Φ20–63 мм Φ45–60 мм 30–33:1 120–250 кг/ч Φ75–160 мм Φ65–75 мм 33–38:1 250–450 кг/ч Φ200–315 мм Φ90 мм 33–38:1 550–800 кг/ч Φ355–500 мм Φ120 мм 36–40:1 900–1 200 кг/ч - При диаметре свыше 315 мм перепад давления на головке трубы начинает доминировать при проектировании винта. В этот момент размер винта соответствует размеру головки, а не наоборот.
Бочки в цеху стоят дыбом. Прямолинейность и округлость отверстия определяются задолго до обработки фланца — и именно с ними фактически сталкивается винт.
- 8. Выдувание пленки и другие высокоскоростные одношнековые работы.Та же логика присутствует и в фильме. Высокоскоростной одношнековый шнек для выдува пленки из полиэтилена высокой или линейной плотности использует тот же принцип подачи и аналогичный L/D, с двумя изменениями: большее перемешивание, поскольку дефекты пленки являются оптическими, и более жесткий контроль температуры расплава, поскольку изменение толщины почти напрямую следует за изменением температуры расплава.· Выдувная пленка— преобладают однородность смешения и температуры расплава; Обычной конфигурацией является барьерный винт с секцией Мэддока.· Актерский фильм— достижима более высокая производительность на диаметр шнека, а потолок устанавливает охлаждающий валок, а не шнек.· Труба и профиль— преобладают кормовая секция и защита от износа, поскольку годовой тоннаж здесь самый высокий.· Переработка и гранулирование— переменная объемная плотность делает глубину подачи критическим параметром, а защита от износа перестает быть необязательной; тотпереработка грануляцииbuild является эталонным случаем.· Соединения с высоким содержанием наполнителей—ДПКа для марок с минеральным наполнителем требуются как барьерный винт, так и отверстие с защитой из твердого сплава.9. От чего зависит цена высокоскоростного шнека и стволаДва предложения для одного и того же диаметра винта могут отличаться в два и более раза. Разница носит структурный характер иинформационный контрольный список для проекта заменыэто то, что делает сравнение честным.
Водитель Влияние на цену Что это тебе дает Обработка подающей секции (с канавками, охлаждаемая горловина) Высокий Пригодна ли вообще высокая скорость Сложность геометрии шнека (барьер плюс перемешивание) Умеренный–высокий Качество плавки на высокой скорости и меньше оптических дефектов Л/Д (33/38/40) Умеренный Достаточная длина плавления для желаемого результата. Марка основного материала Умеренный Умеренный Прочность сердечника и усталостная долговечность тела винта Конструкция ствола (азотированная/биметаллическая/твердосплавная) Высокий Срок службы при высоких нагрузках на наполнитель и перешлифовку Толщина слоя сплава и качество соединения Умеренный Межсервисный интервал при абразивной работе Точность шлифования и хонингования Умеренный Стабильность зазора и стабильная производительность на протяжении всего срока службы Стандарт проверки Умеренный Покинет ли дефект завод или нет Обработка сопряжения и согласование винта и ствола Умеренный Простои установки и брак первого запуска Срок выполнения и объем производства Переменная Общая стоимость проекта, а не цена за единицу - 10. Часто задаваемые вопросыМогу ли я преобразовать существующую линию в высокоскоростную?Иногда — обычно предело
Contact us
