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Contrôle de température de l'extrudeuse, quelles sont les différences entre le refroidissement par eau et le refroidissement par air ?

Connue grâce au processus d'extrusion, la température est l'une des conditions nécessaires au processus d'extrusion, et le système de chauffage et de refroidissement de l'extrudeuse est réglé pour garantir cette condition nécessaire.

Il existe deux sources de chaleur pour les plastiques lors de l’extrusion ; L'une est la chaleur fournie par le chauffage externe du canon, et l'autre est la chaleur de cisaillement par friction générée par le mouvement relatif entre le plastique et la paroi interne du canon, le plastique et la vis, et le plastique. La première partie de la chaleur est convertie par l'énergie électrique du radiateur, et la dernière partie de la chaleur est convertie par l'énergie mécanique transférée par le moteur à la vis. La taille du rapport thermique de ces deux pièces est liée à la vis, à la forme structurelle du fût, aux conditions du processus, à la nature du matériau, etc., et également liée à l'étape du processus d'extrusion (telle que la étape de démarrage, étape de fonctionnement stable).

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De plus, la proportion de chaleur dans ces deux parties est différente selon les différentes sections du processus d'extrusion : Dans la section d'alimentation, en raison de la rainure profonde de la vis, le matériau n'a pas été compacté, la chaleur de friction est très faible, la majeure partie du la chaleur vient du radiateur. Dans la section d'homogénéisation, le matériau a été fondu, la température est plus élevée, la rainure de vis est peu profonde et la chaleur générée par le cisaillement par friction est plus importante, et parfois non seulement n'a pas besoin de chauffage par le radiateur, mais a également besoin d'un refroidissement plus froid. Dans la section de compression, le chauffage du matériau est un état de transition des deux cas ci-dessus, c'est-à-dire que la chaleur générée par le cisaillement par friction est supérieure à celle de la section d'alimentation et inférieure à celle de la section d'homogénéisation. Par conséquent, le système de chauffage et de refroidissement de l’extrudeuse est principalement configuré en sections.

D'un point de vue énergétique, le procédé d'extrusion présente un problème d'équilibre thermique. Une partie de la chaleur fournie par l'appareil de chauffage et de la chaleur de friction générée par le cisaillement par friction est utilisée pour modifier l'état du plastique, et l'autre partie est perdue. Bien que de nombreux facteurs affectent cet équilibre, il doit toujours être maintenu dans des conditions d'extrusion stables.

Méthode de chauffage de l'extrudeuse

Il existe généralement trois méthodes de chauffage pour les extrudeuses : le chauffage par liquide, le chauffage à la vapeur et le chauffage électrique. Parmi eux, le chauffage électrique est le plus utilisé. Le chauffage à la vapeur a rarement été utilisé (le chauffage à la vapeur des extrudeuses de caoutchouc à alimentation chaude est plus important).

Le principe du chauffage des liquides est de chauffer d'abord le liquide (eau, huile, biphényle, etc.), puis de chauffer le fût. À l'heure actuelle, l'extrudeuse la plus utilisée est le chauffage électrique, qui est divisé en chauffage par résistance et chauffage par induction.

Refroidissement de l'extrudeuse

L'extrudeuse dispose d'un système de refroidissement (avec le système de chauffage) pour garantir que le plastique est extrudé à la température requise par le processus. Dans le processus d'extrusion, la chaleur de cisaillement par friction générée par la rotation de la vis est souvent supérieure à la chaleur requise par le matériau, ce qui entraînera une température trop élevée du matériau dans le cylindre si trop de chaleur n'est pas évacuée à temps. , cela entraînera la décomposition du matériau (en particulier les plastiques sensibles à la chaleur) et rendra parfois le moulage difficile. Pour cela, le canon et la vis doivent être refroidis.

1. Refroidissement du fût

Le canon des extrudeuses modernes est équipé d'un système de refroidissement. Les méthodes de refroidissement des barils comprennent le refroidissement par air et le refroidissement par eau.

Refroidissement par air

Le refroidissement par air est relativement doux, uniforme et propre, et est davantage utilisé dans les extrudeuses produites au pays et à l'étranger. Cependant, le ventilateur occupe un grand volume d'espace, et si la qualité du ventilateur n'est pas bonne, il est facile d'émettre un son. Il est généralement considéré comme adapté aux extrudeuses de petite et moyenne taille.

Eau froide

Comparé au refroidissement par air, le refroidissement par eau a une vitesse de refroidissement rapide, une petite taille et un faible coût, mais il est facile de provoquer une trempe, perturbant ainsi l'écoulement stable des plastiques. Si l'étanchéité n'est pas bonne, il y aura du coulage, du coulage, des gouttes, des fuites. Le système de refroidissement enroulé autour du baril avec des conduites d'eau génère facilement des surfaces calcaires pour bloquer les tuyaux et est également sujet à la corrosion. Par conséquent, l’eau utilisée dans le système de refroidissement par eau parfait n’est pas de l’eau du robinet, mais de l’eau traitée chimiquement. Traitement de l'eau adoucie et désaérée. On pense généralement que le refroidissement par eau est meilleur pour les grandes extrudeuses.

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2. Refroidissement de la vis

Objectif de la vis de refroidissement

Tout d’abord, obtenez des taux de transfert de solides maximaux

Il ressort de la théorie du transport solide que le taux de transport solide est lié à la différence entre le coefficient de frottement du matériau sur la vis et le coefficient de frottement du matériau sur le fût. C'est-à-dire que plus le coefficient de frottement entre le canon et le matériau est élevé, plus le coefficient de frottement entre le matériau et la vis est faible, plus il est propice au transport de matériaux solides. En plus d'ouvrir une rainure longitudinale sur la paroi interne de la section d'alimentation du fût pour améliorer la finition de surface de la vis, cela peut également être réalisé en contrôlant la température du fût et de la vis.

En effet, les propriétés de friction des plastiques solides sont fortement affectées par la température dans différentes conditions. Dans certains cas, pour un certain plastique, son coefficient de frottement augmente avec l'augmentation de la température, et dans d'autres cas diminue, par conséquent, nous pouvons contrôler la température du fût et de la vis dans la zone de transport solide en contrôlant la température du fût et visser dans la zone de transport solide, de sorte que la différence entre le coefficient de frottement du baril et du matériau et le coefficient de frottement de la vis et du matériau soit la plus grande pour obtenir le taux de transport solide maximum.

Deuxièmement, la vis est refroidie pour contrôler la qualité de l'article

L'expérience a prouvé que si le trou de refroidissement de la vis est conduit vers la section d'homogénéisation pour le refroidissement, la plastification du matériau est meilleure et la qualité du produit peut être améliorée. Cependant, la quantité d'extrusion sera réduite et la température de sortie de l'eau de refroidissement sera plus basse ; Plus le volume d'extrusion est faible. En effet, la vis de la section d'homogénéisation de refroidissement rend le matériau proche de la surface de la vis collé et difficile à couler. Cela équivaut à réduire la profondeur de la rainure de la vis dans la section d'homogénéisation.

Les matériaux à haute viscosité doivent faire particulièrement attention à ce que la température de sortie de l'eau de refroidissement ne soit pas trop basse, sinon il y aurait un accident de torsion des vis. Du point de vue de l'utilisation de l'énergie, la vis de refroidissement perd de la chaleur.

Fluide de refroidissement

Il existe également ceux qui utilisent de l’huile et de l’air comme moyen de refroidissement. Les avantages du pétrole et de l’air sont qu’ils n’ont pas d’effet corrosif, que le contrôle de la température est plus précis et qu’il n’est pas facile de bloquer le pipeline. Cependant, la grande extrudeuse a un meilleur effet de refroidissement avec de l'eau.

3. Refroidissement du siège de la trémie

La température du plastique de la section d'alimentation ne doit pas être trop élevée, sinon un « arc » se formerait au niveau de l'orifice d'alimentation, rendant le matériau difficile à ajouter. Pour cela, le siège de la trémie doseuse doit être refroidi. De plus, le siège de la trémie de refroidissement empêche la chaleur de la section extrudée d'être transférée vers la butée et la boîte de vitesses, garantissant ainsi leurs conditions de travail normales. Le fluide de refroidissement du siège de la trémie est principalement de l'eau.

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