Элементы и узлы гранулятора полимеров

Гранулятор полимеров является одним из важных элементов в переработке пластиков. Пластмассовые изделия изначально рекомендовались как недорогие приспособления, которые могут заменить многие элементы и полноценные изделия из более дорогостоящих материалов. Однако проблема утилизации сломавшихся или невостребованных пластиковых деталей и утвари стала через некоторое время сверх актуальной. Изделия из пластика в естественной среде могут разлагаться в течение десятилетий и более, что является критическим для окружающей среды и экологии. Упаковочные материалы и другие пластиковые элементы надолго останутся на свалке и заполнят огромное пространство. Их сжигание недопустимо, так как полимеры выделяют сильный дым во время сгорания, и выбрасывают опасные вещества в атмосферу.

Самый правильный способ выйти из этой ситуации — перерабатывать старые продукты в пригодные для переработки.

Производство материала в гранулированный вид с помощью специального оборудования, может обеспечить его повторное применение для изготовления новой продукции из пластика. Следовательно, количество мусора уменьшится, и это даст двойную выгоду.

Что такое гранулятор полимеров?

Все типы грануляторов входят в производственные линии. Для подсоединения к линии не подходят лишь маломощные установки.

 

 

Элементы и узлы гранулятора:

• Загрузочный бункер.
• Экструдер.
• Электрические нагреватели.
• Панель управления.
• Головка с фильерой.
• Силовой режущий механизм.
• Блок охлаждения.
• Приемная секция для получения обработанных товаров.
• Вибрационный рабочий стол.
• Шкаф питания

Технология грануляции вторичной переработки полимеров

Полимер перерабатывается в дисперсный материал, проходя следующие этапы:

1. Подача в загрузочный блок (осуществляется вручную или автоматически).
2. Под действием собственной массы сырье поступает в экструдер, где оно перемещается к головке с помощью циркулирующего шнека.
3. Когда материал проходит через экструзионное устройство, он нагревается и становится однородным. Образованный расплав проходит через фильтрующую сетку под давлением.
4. Перед тем, как расплав поступит в фильеру, из него удаляется воздух.
5. На следующем этапе циркулирующий шнек проталкивает пластичный однородный материал в фильеру.
6. Полимерный жгут, который выходит из фильеры, можно разрезать на определенные куски и охладить.
7. Выпускаемая продукция высушивается и проверяется перед входом в упаковку.

Чтобы повысить однородность и обеспечить качественную дегазацию часто используют двухканальную переработку. В этом случае толкание и перемешивание массы осуществляется двумя винтами. Эта же система используется для гранулятора-компаундера.

 

 

Охлаждение и нарезка гранул

• Обрезка жгута производится сразу на выходе из матрицы.
• Воздушной циркуляцией, гранулы переносятся по трубе и достигают приемного бункера, теряя температуру.
• Системой водяного охлаждения.

Производительность всей линии зависит от характеристик и функций устройства, работы режущего механизма, сушки и калибровки. Производительные возможности экструдера рассчитываются на основе следующих показателей:

• Диаметр вращения винта и скорость его оборотов.
• Мощность двигателя.
• Размер дополнительного винта и его движущая сила.

Тип обрабатываемого сырья влияет на скорость его обработки. Поскольку некоторые пластики спокойно реагируют на контакт с водой, их можно охлаждать и резать с достаточно быстро. Но, некоторые пластмассы не могут быть охлаждены водой. Для них приходится прибегать к воздушному охлаждению, что занимает немало времени.

Экструдер может перерабатывать различные виды полимеров. Чтобы переключиться с одного типа материала на другой, нужно всего лишь провести замену головки и фильеры деталями соответствующей конфигурации. В соответствии с параметрами нужно выбрать подходящий тип охлаждения и резки гранул, а также отрегулировать температуру нагрева.

Принцип действия грануляционного аппарата

Загрузочный бункер

В простейшем варианте закрузочный отсек выполнен в виде стального бака. Его форма может быть круглой или прямоугольной, в нижней части имеется коническое сужение, отверстие для регулировки и отрезки материала соответствующего размера. Отсек загрузки установлен над экструзионным корпусом так, что отверстие направляется к цилиндру с помощью винта.

Типы загрузочного бункера:

• Ручная корзина.
• Автоматический загрузочный бункер.
• Емкость бункера, загружаемого в ручном режиме или с помощью подъемного оборудования, используется для небольших и средних производственных единиц.
• На более мощных линиях сырье подается конвейером. Для таких модулей характерна автоматизированная оснастка:

датчик уровня сырья.

датчик, подающий сигнал о заполнении.

• Приводное отрезное устройство и дозировки.

Промежуточные бункеры устанавливаются на полу и заполняются вручную подъемниками и конвейерными лентами.

Экструзионная зона

В этом месте сырье смешивается, нагревается и дегазируется. Экструзивный аппарат включает в себя:

1. Цилиндрическое тело. Сверху цилиндра имеется специальное отверстие для подачи материала, а с конца - крепление головки шпинделя. Устройство комплексной обработки имеет окно для вноса дополнительных компонентов. Внутри цилиндра имеется металлический шнек, который может отличаться зависимо от типа оборудования формой на отдельных участках аппарата. Диаметр катушки не меняется.
2. Электронагреватели.
3. Электродвигатель.
4. Оборудование автоматизации и управления.

В зависимости от конфигурации шнека экструдер можно разделить на четыре технические зоны.

1. Секция питания. Здесь поступающий материал тщательно перемешивается и нагревается до расплавленного состояния.
2. Дозовая зона. На данном отрезке наблюдается расширение основания шнека, предназначаемое для выведения определенных доз гомогенной массы.
3. Деаэрационная зона (удаление газов из расплава).
4. Зона давления (расплав сжимается и затем подается в фильеру экструдера).

Шнек гранулятора

Шнеки обычно изготавливают из легирующего металла с высокой износостойкостью. Он имеет высокий уровень твердости на металлической поверхности, его укрепляют методом азотирования. В результате поверхность материала становится твердой, а основа не меняет своих свойств. Скорость оборотов шнека в различных экструзионных установках может варьироваться от 50 до 500 циклов в минуту.

Зона нагрева

Экструдер можно разделить на четыре нагревательных участка, каждый из которых оснащен отдельным видом нагревателя. Зависимо от типа и сложности оборудования устанавливается их разное количество.

Виды нагревателей для отдельных зон гранулятора:

Для фильеры используют сопловые латунные нагреватели, которые не боятся контакта с расплавленным высокотемпературным полимером.

На цилиндрические формы устанавливают хомутовые или полухомутовые электронагреватели.

Для плоских зон используют пластинчатые ТЭНы.

В отделы локального нагрева устанавливают пальчиковые ТЭНы.

Установка температуры зависит от различных факторов. Винтовая сила давления, уровень загрязнения материала и многое другое. Поэтому невозможно определить точное значение температуры, которое теоретически должно быть в каждой зоне. Все эти проблемы фактически решаются непосредственно в процессе работы. Тем не менее, есть несколько рекомендаций на этот счет.

В области, близкой к зоне подачи, материал предпочтительно нагревать до t — 160-230 градусов. Расплавляемая масса не должна слипаться и приставать к стенкам цилиндра и лопастям шнека. Она должна смягчиться и плавно двигаться вдоль установки.

Во второй зоне температурный показатель увеличивают на 60 градусов. Значение условное и должно подбираться под определенный тип сырья для обеспечения его расплавки.

Для оставшейся области (гомогенизация, дегазация) температурные показатели от точки плавления следует в среднем снизить на 13 градусов. Снижение теплоотдачи от нагревателей обусловлено независимым набором температуры материала из-за влияния давления и трений от продвижения. Нагрев можно контролировать с помощью термодатчика, который обеспечит отключение нагревателя после набора заданной температуры. Это предотвратит перегрев обрабатываемого полимера.

Зона дегазации

После того, как материал расплавился в его структуре, могут образоваться пузырьки воздуха и других газов. Воздух может расширяться и деформировать форму продукта на выходе.