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Control de temperatura del extrusor, ¿cuáles son las diferencias entre refrigeración por agua y refrigeración por aire?

Como se sabe del proceso de extrusión, la temperatura es una de las condiciones necesarias para el proceso de extrusión, y el sistema de calentamiento y enfriamiento de la extrusora está configurado para garantizar esta condición necesaria.

Existen dos fuentes de calor para los plásticos durante la extrusión; Uno es el calor suministrado por el calentador externo del cilindro y el otro es el calor de corte por fricción generado por el movimiento relativo entre el plástico y la pared interna del cilindro, el plástico y el tornillo, y el plástico. La primera parte del calor se convierte mediante la energía eléctrica del calentador y la última parte del calor se convierte mediante la energía mecánica transferida por el motor al tornillo. El tamaño de la relación térmica de estas dos partes está relacionado con el tornillo, la forma estructural del cilindro, las condiciones del proceso, la naturaleza del material, etc., y también con la etapa del proceso de extrusión (como la etapa de arranque, etapa de operación estable).

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Además, la proporción de calor en estas dos partes es diferente en diferentes secciones del proceso de extrusión: En la sección de alimentación, debido a la profunda ranura del tornillo, el material no ha sido compactado, el calor por fricción es muy pequeño, la mayor parte del El calor proviene del calentador. En la sección de homogeneización, el material se ha derretido, la temperatura es más alta, la ranura del tornillo es poco profunda y el calor generado por el cizallamiento por fricción es mayor y, a veces, no solo no necesita calentamiento con calentador, sino que también necesita enfriamiento con enfriamiento. En la sección de compresión, el calentamiento del material es un estado de transición de los dos casos anteriores, es decir, el calor generado por el corte por fricción es mayor que el de la sección de alimentación y menor que el de la sección de homogeneización. Por lo tanto, el sistema de calentamiento y enfriamiento de la extrusora se establece principalmente en secciones.

Desde el punto de vista energético, el proceso de extrusión tiene un problema de equilibrio térmico. Parte del calor suministrado por el calentador y el calor por fricción generado por el cizallamiento por fricción se utilizan para cambiar el estado del plástico y la otra parte se pierde. Aunque hay muchos factores que afectan este equilibrio, siempre se debe mantener en condiciones de extrusión estable.

Método de calentamiento de la extrusora.

Generalmente existen tres métodos de calentamiento para las extrusoras: calentamiento líquido, calentamiento con vapor y calentamiento eléctrico. Entre ellos, la calefacción eléctrica es la que más se utiliza. Rara vez se ha utilizado el calentamiento con vapor (el calentamiento con vapor en las extrusoras de caucho de alimentación caliente es más frecuente).

El principio de calentamiento de líquidos es calentar primero el líquido (agua, aceite, bifenilo, etc.) y luego calentar el barril. En la actualidad, la extrusora más utilizada es el calentamiento eléctrico, que se divide en calentamiento por resistencia y calentamiento por inducción.

Enfriamiento de la extrusora

La extrusora dispone de un sistema de refrigeración (junto con el sistema de calefacción) para conseguir que el plástico se extruya a la temperatura requerida por el proceso. En el proceso de extrusión, el calor de corte por fricción generado por la rotación del tornillo es a menudo mayor que el calor requerido por el material, lo que hará que la temperatura del material en el cilindro sea demasiado alta, si no se descarga demasiado calor a tiempo. , hará que el material (especialmente los plásticos sensibles al calor) se descomponga y, en ocasiones, dificultará el moldeo. Para ello es necesario enfriar el cilindro y el tornillo.

1. Enfriamiento del cañón

El barril de las extrusoras modernas está equipado con un sistema de refrigeración. Los métodos de enfriamiento de barril incluyen enfriamiento por aire y enfriamiento por agua.

Aire acondicionado

El enfriamiento por aire es relativamente suave, uniforme y limpio, y se usa más en extrusoras producidas en el país y en el extranjero. Sin embargo, el ventilador ocupa un gran volumen de espacio y, si la calidad del ventilador no es buena, es fácil emitir un sonido. Generalmente se considera adecuado para extrusoras pequeñas y medianas.

Refrigeración por agua

En comparación con el enfriamiento por aire, el enfriamiento por agua tiene una velocidad de enfriamiento rápida, tamaño pequeño y bajo costo, pero es fácil provocar enfriamiento, interrumpiendo así el flujo estable de los plásticos. Si el sello no es bueno, habrá fugas, goteos y fugas. El sistema de enfriamiento envuelto alrededor del barril con tuberías de agua genera fácilmente superficies de incrustaciones que bloquean las tuberías y también es propenso a la corrosión. Por lo tanto, el agua utilizada en el sistema de refrigeración por agua perfecto no es agua del grifo, sino agua tratada químicamente. Agua descalcificada y tratamiento desaireado. En general, se cree que la refrigeración por agua es mejor para extrusoras grandes.

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2. Enfriamiento del tornillo

Propósito del tornillo de enfriamiento

Primero, obtenga tasas máximas de transferencia de sólidos.

Se sabe por la teoría del transporte de sólidos que la velocidad de transporte de sólidos está relacionada con la diferencia entre el coeficiente de fricción del material con el tornillo y el coeficiente de fricción del material con el barril. Es decir, cuanto mayor sea el coeficiente de fricción entre el cilindro y el material, menor será el coeficiente de fricción entre el material y el tornillo, más propicio para el transporte de materiales sólidos. Además de abrir una ranura longitudinal en la pared interior de la sección de alimentación del cilindro para mejorar el acabado superficial del tornillo, esto también se puede lograr controlando la temperatura del cilindro y del tornillo.

Esto se debe a que las propiedades de fricción de los plásticos sólidos se ven muy afectadas por la temperatura en diferentes condiciones. En algunos casos, para un determinado plástico, su coeficiente de fricción aumenta con el aumento de la temperatura y en otros casos disminuye, por lo tanto, podemos controlar la temperatura del barril y el tornillo en la zona de transporte de sólidos controlando la temperatura del barril y tornillo en la zona de transporte de sólidos, de modo que la diferencia entre el coeficiente de fricción del barril y el material y el coeficiente de fricción del tornillo y el material sea la mayor para obtener la máxima velocidad de transporte de sólidos.

En segundo lugar, el tornillo se enfría para controlar la calidad del artículo.

La experiencia ha demostrado que si el orificio de enfriamiento del tornillo se conduce a la sección de homogeneización para su enfriamiento, la plastificación del material es mejor y se puede mejorar la calidad del producto. Sin embargo, la cantidad de extrusión se reducirá y la temperatura de salida del agua de refrigeración será menor; Cuanto menor sea el volumen de extrusión. Esto se debe a que el tornillo de la sección de homogeneización de enfriamiento hace que el material cercano a la superficie del tornillo se pegue y sea difícil de fluir. Esto equivale a reducir la profundidad de la ranura del tornillo en la sección de homogeneización.

Los materiales con alta viscosidad deben prestar especial atención a que la temperatura de la salida del agua de refrigeración no sea demasiado baja, de lo contrario se producirá un accidente de torsión del tornillo. Desde el punto de vista del aprovechamiento energético, el tornillo de refrigeración pierde algo de calor.

Medio de refrigeración

También están los que utilizan aceite y aire como medios refrigerantes. Las ventajas del aceite y el aire son que no tiene efecto corrosivo, el control de temperatura es más preciso y no es fácil bloquear la tubería. Sin embargo, la extrusora grande tiene un mejor efecto de enfriamiento con agua.

3. Enfriamiento del asiento de la tolva

La temperatura del plástico de la sección de alimentación no debe ser demasiado alta, de lo contrario se formará un "arco" en el puerto de alimentación, lo que dificultará la adición del material. Para ello es necesario enfriar el asiento de la tolva dosificadora. Además, el asiento de la tolva de enfriamiento evita que el calor de la sección extruida se transfiera al cojinete de empuje y a la caja de engranajes, garantizando así sus condiciones normales de trabajo. El medio refrigerante del asiento de la tolva es principalmente agua.

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