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如何提高雙螺桿擠出機共混性能

雙螺桿擠出機是改性塑料廠商常用的設備,下面介紹可以提高雙螺桿擠出機性能的一些小細節。本文介紹的技巧包括設備改造、設備維護和操作規范三個方面。
 
設備改造
一、在喂料段與第二段的法蘭間加隔熱墊片
機筒的喂料段大多采用水冷,且用法蘭與第二段筒體(加熱的)鎖定在一起,熱量可以連續從溫度高的筒體傳導到冷的筒體。導致第二段筒體不能維持足夠的溫度。通常,操作人員在第二段筒體設定180℃的溫度,但是由于喂料段的熱量損失,實際穩定通常不超過135℃。
最簡單的解決方案是在喂料段與第二段筒體法蘭之間加1-2個1mm厚的隔熱墊片,并且幾年更換一次隔熱墊片,因為隔熱墊片有老化降解和皺縮的傾向。
二、將擠出機冷卻系統換成高壓冷卻系統
大家知道,水泵中的紊流比層流可以導致更多的管壁熱交換。高壓傳輸中的紊流有高度的橫向動量交換,它擊破了邊界層。結果劇烈的流體運動引起了管壁與流體之間大得多的熱交換。擠出機冷卻循環系統一般提供20-60psi的壓力。為了達到紊流,最好達到120PSI的壓力。擠出機幾乎所有的冷卻系統部件(軟管和閥)都要升級到150PSI,才能滿足120PSI的安全系數。改造完成后加工時冷卻系統可以及時排出大量的熱。
三、采用合適改裝增加喂料量
側喂料通常用于把填料喂進雙螺桿擠出機。許多加工者需要做很高填充量的填料,這些填料往往又具有很低的堆積密度。最終的填充量受以下因素制約:
1、側喂料的體積喂料能力和擠出機主螺桿的體積吃料能力。體積喂料能力取決于側喂料機和主螺桿螺桿的自由體積,以及這兩個螺桿的轉速。
如果一種材料在測試中可以不受到主螺桿的阻力而流到儲料鼓中,那么這種材料喂料速度可以達到很好。如果側喂料機直接挨著主螺桿連接,那么助劑螺桿可以接受的材料量將受到限制。因此,主機螺桿最好有長螺距的螺紋元件,在側喂料口下游延伸2D-4D長度。這將允許熔體快速通過側喂料口,使填料最大限度地被主螺桿吃進。如果主機螺桿設計引起任何側喂料喂進材料的堆積,那么將嚴重限制填料的喂料量。
2、允許氣體從擠出機排出的排氣能力。排氣的目的就是使空氣容易逸出,同時還要保護填料不從排氣口大量逸失。最好的配置是在側喂料口的上游開置向上排氣的排氣口。有時,在側喂料機的上部開一個小的半狹縫排氣。
3、還有一些其它因素要考慮:
(1)喂料機的落料高度
理想情況下,喂料螺桿要盡可能近地安裝于側喂料口頂部,以減小落料高度。如果某種蓬松的材料從空氣中流過,那么它可能變得充滿空氣,從而使它在落下后假密度大大減小。
(2)喂料機攪拌類型
要確保填料喂料機中的攪拌器不使填料流態化。許多攪拌器制造商設計了特殊的攪拌器用于填料喂料。儲料器會連同填料一起引進空氣進入擠出機。一個頂部敞開的斜槽料斗有助于排氣。假如你的斜槽喂料料斗有一個實心蓋子并帶一個圓管,并且與喂料器是柔性連接,那么需要設計一個排氣口。
(3)料斗斜槽要接地防靜電
一些材料由于摩擦產生靜電而引起粉體掛在料斗壁上,從而導致粉體餅狀化。一個簡易的方案就是將料斗斜槽接地。
(4)壓縮空氣爆破器
如果料餅持續存在,常常需要一些特殊辦法。可以使用料斗振動器,但是它占空間,還需要安裝。一個替代方案是安裝一個帶空氣噴嘴的爆破器,安裝在斜槽的恰當位置上,在料餅長大之前將其吹破。
 
設備維護
一、 用酸沖洗冷卻水道
水冷的擠出機機筒實際就是一個熱交換器,像所有的熱交換器一樣,水道易于結垢而變壞。許多操作人員注意到,一個新擠出機的冷卻性能要比使用三、四年的擠出機好很多。老機器有一層水垢附著在水道內表面,影響傳熱效率。采用一定濃度的酸液清洗機筒可以清理掉水垢,保持機筒良好的傳熱效果。
二、使用合成齒輪油
齒輪箱是雙螺桿擠出機的心臟。因此我們要防止齒輪箱出問題,使用合成齒輪油可以更好的保護齒輪。
合成齒輪油憂點:
更加滑膩,導致較小的摩擦;
齒輪、軸承和密封將更持久;
齒輪運轉溫度更低,更安靜;
合成油不因為機器剪切而損失粘度;
它在高溫下維持較高的粘度。
三、經常清洗機器
清機的目的在于清除擠出機和口模內殘留的材料,它避免了耗時的拆機清洗。清機材料常分成兩類:化學清洗劑和機械摩擦清洗劑。許多清洗劑同時具有化學和摩擦功能。化學清洗劑會與塑料殘渣發生反應使其脫離機械表面。
機械摩擦清洗的原理是從金屬表面摩擦和沖刷掉殘留材料,使用的是摩擦和剪切的方式。加工者通過多次試驗才能找到合適的清洗材料和方法。沒有一種清洗材料對所有材料都有清洗效果。加工者需要廉價而有效地清洗材料。

下面介紹兩種較為有效的清洗劑:
1#混合物:50%HDPE+50%硅藻土
2#混合物:HDPE+水+去污粉。將HDPE以通常速度在熔融溫度下加入螺桿。將去污粉用水在桶里攪拌成漿液,從主喂料口慢慢加入漿液。這些漿液因為發泡而沖擊、摩擦、清洗螺桿。
操作規范
一、切換顏色和材料的正確方法
搞擠出的人總是想把機器開得長一些時間。但是在現實中,由于客戶的需求,我們常常需要不斷切換,生產80公斤產品A,然后再生產200公斤的產品B,等等。
1、產品的批量要與機器大小相對應。這似乎是不言而喻的。但是許多加工者排產無計劃,用75機生產500磅的單子,結果產生了300磅的廢料
2、寫出生產每個產品的清機或拆機的程序,這有助于操作人員計劃時間,消除他們關于會產生多少機頭料的爭論。
3、幫助操作人員,把清潔的操作工具擺放在擠出機周圍,如果頻繁換料,那就在擠出機周圍搞一個工作臺,把需要的東西都準備好。
4、研究原材料和成品流進流出操作現場的順序。安排好以使操作人員花費較少的精力在移動運輸工具上。
5、清除下一個產品對機器清潔程度的要求。假如你知道下一個產品要求徹底的手工清機,那就不要浪費時間和材料來糊弄清機。
6、假如可能,要按照減少清機的順序排產。這就意味著要從淺色做到深色。反之,你不得不進行多次拆機。
二、擠出機開機和停機的正確方式
常見操作方式:
操作人員習慣早晨到工廠就把擠出機開著,但卻去忙其它事情。使擠出機加熱到滿量程閑置數小時。這樣做將使聚合物粘附到螺桿和機筒上,隨后這些聚合物材料將持續降解和炭化。清機無法去除這些材料,更糟糕的是一旦機器生產產品,黑點將周期性地從螺桿和機筒里跑出來,污染產品,引起客戶抱怨。
正確的開機方法:
計劃好你什么時候真正要操作擠出機,然后開始加熱,只需溫度達到預定值,然后進行機筒充料。
正確的關機方法: 
在停機之前,最大限度地在擠出機里填充惰性聚合物(如HDPE)來密封機器的縫隙。HDPE趕走氧氣,涂覆在金屬表面,極大地降低了碳的氧化物的形成。在擠出機被“密封”后,最好急冷擠出機,而不是放在空氣中冷18個小時。所謂急冷,就是把所有溫度設定為零,打開全部冷卻水閥。開著冷卻水泵,使冷卻水通過所有的筒體部位,快速降溫。快速降溫將可以避免聚合物降解和炭化。

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