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Controle de temperatura da extrusora, quais são as diferenças entre resfriamento a água e resfriamento a ar?

Conhecida no processo de extrusão, a temperatura é uma das condições necessárias para o processo de extrusão, e o sistema de aquecimento e resfriamento da extrusora é ajustado para garantir esta condição necessária.

Existem duas fontes de calor para plásticos durante a extrusão; Um é o calor fornecido pelo aquecedor externo do cano, e o outro é o calor de cisalhamento friccional gerado pelo movimento relativo entre o plástico e a parede interna do cano, o plástico e o parafuso, e o plástico. A primeira parte do calor é convertida pela energia elétrica do aquecedor, e a última parte do calor é convertida pela energia mecânica transferida pelo motor ao parafuso. O tamanho da relação térmica dessas duas partes está relacionado ao parafuso, à forma estrutural do cilindro, às condições do processo, à natureza do material, etc., e também ao estágio do processo de extrusão (como o estágio de inicialização, o estágio de operação estável).

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Além disso, a proporção de calor nessas duas partes é diferente em diferentes seções do processo de extrusão: Na seção de alimentação, devido à ranhura profunda do parafuso, o material não foi compactado, o calor friccional é muito pequeno, a maior parte do o calor vem do aquecedor. Na seção de homogeneização, o material foi derretido, a temperatura é mais alta, a ranhura do parafuso é rasa e o calor gerado pelo cisalhamento por fricção é maior, e às vezes não só não precisa de aquecimento do aquecedor, mas também precisa de resfriamento mais frio. Na seção de compressão, o aquecimento do material é um estado de transição dos dois casos acima, ou seja, o calor gerado pelo cisalhamento friccional é maior que o da seção de alimentação e menor que o da seção de homogeneização. Portanto, o sistema de aquecimento e resfriamento da extrusora é principalmente definido em seções.

Do ponto de vista energético, o processo de extrusão apresenta um problema de equilíbrio térmico. Parte do calor fornecido pelo aquecedor e do calor friccional gerado pelo cisalhamento friccional é usado para alterar o estado do plástico, e a outra parte é perdida. Embora existam muitos factores que afectam este equilíbrio, ele deve ser sempre mantido sob condições de extrusão estável.

Método de aquecimento da extrusora

Geralmente existem três métodos de aquecimento para extrusoras: aquecimento líquido, aquecimento a vapor e aquecimento elétrico. Entre eles, o aquecimento elétrico é o mais utilizado. O aquecimento a vapor raramente tem sido usado (o aquecimento a vapor nas extrusoras de borracha de alimentação quente é mais).

O princípio do aquecimento de líquidos é primeiro aquecer o líquido (água, óleo, bifenil, etc.) e depois aquecer o barril. Atualmente, a extrusora mais utilizada é o aquecimento elétrico, que se divide em aquecimento por resistência e aquecimento indutivo.

Resfriamento da extrusora

A extrusora possui um sistema de refrigeração (em conjunto com o sistema de aquecimento) para garantir que o plástico seja extrudado na temperatura exigida pelo processo. No processo de extrusão, o calor de cisalhamento friccional gerado pela rotação do parafuso é muitas vezes maior do que o calor exigido pelo material, o que fará com que a temperatura do material no cilindro seja muito alta, se muito calor não for descarregado a tempo , isso fará com que o material (especialmente os plásticos sensíveis ao calor) se decomponha e, às vezes, dificultará a moldagem. Para isso, o cano e o parafuso devem ser resfriados.

1. Resfriamento do barril

O barril das extrusoras modernas é equipado com um sistema de refrigeração. Os métodos de resfriamento de barril incluem resfriamento a ar e resfriamento a água.

Resfriamento de ar

O resfriamento a ar é relativamente macio, uniforme e limpo, e é mais utilizado em extrusoras produzidas no país e no exterior. Porém, o ventilador ocupa um grande volume de espaço e se a qualidade do ventilador não for boa, é fácil emitir um som. Geralmente é considerado adequado para extrusoras de pequeno e médio porte.

Resfriamento a água

Comparado ao resfriamento a ar, o resfriamento a água tem uma velocidade de resfriamento rápida, tamanho pequeno e baixo custo, mas é fácil de causar resfriamento, interrompendo assim o fluxo estável de plásticos. Se a vedação não estiver boa, haverá escorrimento, escorrimento, gotejamento e vazamento. O sistema de resfriamento enrolado no barril com canos de água é fácil de gerar superfícies de incrustações para bloquear os canos e também é propenso à corrosão. Portanto, a água utilizada no sistema de resfriamento de água perfeito não é água da torneira, mas sim água tratada quimicamente. Água amaciada e tratamento desaerado. Acredita-se geralmente que o resfriamento a água é melhor para extrusoras grandes.

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2. Resfriamento do parafuso

Finalidade do parafuso de resfriamento

Primeiro, obtenha taxas máximas de transferência de sólidos

É conhecido pela teoria do transporte de sólidos que a taxa de transporte de sólidos está relacionada à diferença entre o coeficiente de atrito do material para o parafuso e o coeficiente de atrito do material para o cilindro. Ou seja, quanto maior o coeficiente de atrito entre o cano e o material, menor o coeficiente de atrito entre o material e o parafuso, mais propício ao transporte de materiais sólidos. Além de abrir uma ranhura longitudinal na parede interna da seção de alimentação do cano para melhorar o acabamento superficial da rosca, isso também pode ser conseguido controlando a temperatura do cano e da rosca.

Isto ocorre porque as propriedades de fricção dos plásticos sólidos são muito afetadas pela temperatura sob diferentes condições. Em alguns casos, para um determinado plástico, seu coeficiente de atrito aumenta com o aumento da temperatura, e em outros casos diminui, portanto, podemos controlar a temperatura do cano e da rosca na zona de transporte sólido controlando a temperatura do cano e parafuso na zona de transporte sólido, de modo que a diferença entre o coeficiente de atrito do cilindro e do material e o coeficiente de atrito do parafuso e do material seja a maior para obter a taxa máxima de transporte de sólidos.

Segundo, o parafuso é resfriado para controlar a qualidade do artigo

A experiência provou que se o orifício de resfriamento do parafuso for direcionado para a seção de homogeneização para resfriamento, a plastificação do material será melhor e a qualidade do produto poderá ser melhorada. Contudo, a quantidade de extrusão será reduzida e a temperatura de saída da água de resfriamento será menor; Quanto menor o volume de extrusão. Isso ocorre porque o parafuso da seção de homogeneização de resfriamento faz com que o material próximo à superfície do parafuso fique colado e difícil de fluir. Isto equivale a reduzir a profundidade da ranhura do parafuso na seção de homogeneização.

Materiais com alta viscosidade devem prestar atenção especial para que a temperatura da saída da água de resfriamento não seja muito baixa, caso contrário poderá ocorrer acidente de torção do parafuso. Do ponto de vista da utilização de energia, o parafuso de resfriamento perde algum calor.

Meio de resfriamento

Existem também aqueles que utilizam óleo e ar como meio de resfriamento. As vantagens do óleo e do ar são que não têm efeito corrosivo, o controle da temperatura é mais preciso e não é fácil bloquear o gasoduto. No entanto, a extrusora grande tem um melhor efeito de resfriamento com água.

3. Resfriamento do assento da tremonha

A temperatura do plástico da seção de alimentação não deve ser muito alta, caso contrário se formará um “arco” na porta de alimentação, dificultando a adição do material. Para isso, a sede do reservatório doseador deve ser arrefecida. Além disso, a sede da tremonha de resfriamento evita que o calor da seção extrudada seja transferido para o mancal axial e a caixa de engrenagens, garantindo assim suas condições normais de trabalho. O meio de resfriamento da sede da tremonha é principalmente água.

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