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你知道挤出机真空口冒料原因及解决方案吗?

  在使用挤出机过程中,必须将熔融物料中的气体排放,如果这些气体无法排出,产品表面或内部可能存在孔隙、气泡和表面不平整、对产品的物理机械性能、化学性能和电气性能都有很大影响。进料口和机头之间有1~2个排气口,可以去除熔融挤出料中的水份和其它挥发份。但是钢的圆筒形开口经常出现,主要的问题是从排气口冒出,料量少会影响挥发份的排放,造成产品质量下降;大量的物料流失会堵塞排气孔,甚至造成停机。

  冒料通常有两个原因,第一,螺杆设计不当,物料在排气口处发生倒流;二是排气口设计不合理,熔料通过排气口时会被挂起。找出原因首先从排气口看螺杆内物料是否倒流,对于多数排气式挤压机,在螺杆上可以看到旋转着向前移动的熔体。一般而言,螺旋槽充料程度不超过50%,要是超过,不但影响排气效果,也会导致排气口冒料;在时间不足50%时,螺旋运转正常。出水可能是由于排气孔或分流元件的设计不当所致。

  1.螺旋因素

  排气式螺杆多采用多阶设计,这种设计的优点是,在排气口是常压的,材料不会外流。具有排气口的挤出机需要两阶螺杆,有两个排气口需三阶螺杆。每一阶有常压段、压缩段及计量段,第 1 阶起始段为常压加料段,第 2 阶为常压排气段,也就是排气口所在的位置。

  对排气式挤出机的螺杆设计主要存在两个问题:一,到了排气口,原料必须完全熔化,排放挥发份;二,第二级螺杆的进给量必须大于第一阶,以便在第二阶开始处螺槽中填满,这将使排气口保持常压状态。如果第一阶螺杆的进给量大于第二阶螺杆,挤压机上的熔体会被倒出来。为了解决这一问题的最终答案,可以减少第一阶的进给量,也可以提高第二阶的进给量。

  2.工艺条件

  最简单快捷的解决冒料的方法是改变工艺条件。例如冷却,增加钢筒或螺杆上的摩擦和剪应力,增加钢筒表面的摩擦或粘度,从而增加输送量。

  第一阶的进给量可以通过以下几种途径减少:

  (1)提高钢圆筒2区和3区的温度。

  (2)冷却一阶螺杆。

  (3)使用饥饿式喂料。

  (4)调整供料仓温度(需要反复试验)。

  提高第二阶进料量可采用以下方法:

  (1)降低二阶钢柱的温度。

  (2)提高二阶螺杆的温度。

  (3)提高头部温度。

  (4)增加头部间隙或减少头部阻力。

  (5)减少过滤网数目。

  (6)使用有更大间隙的过滤网。

  变更加工条件仍不能解决的,只能用别的方法,比如重新设计螺纹,减小头部阻力,延长螺杆和钢筒的长度,或者在挤出机和机头之间装一个齿轮泵。齿轮泵的安装可解决进水问题,但是比新的螺杆花费更多。

  3.排气口

  若排气孔上的螺纹只是部分充满,排气管仍有冒出物,然后,排气孔的设计就存在一些问题。排气孔应比滚动的料流宽,保证出口不会被熔体堵塞。与此同时排气管的开口也不要太大,从而缩短了熔体停留时间和物料膨胀时间。

  一般情况下的操作,螺旋槽半充液,这个时候,排气管是常压的,实际上滚动式熔融料仍然存在压力,压强为0.21~0.或者35MPa以上,足够膨胀出料口上的熔料。如此排气孔在设计时应考虑到物料正常的粘弹膨胀,不然一部分滚动式的物料流动将被“挂起”,堆在分流元件上。熔体的料流膨胀率取决于通过排气管的时间。长期逗留,扩张。待机时间又由螺杆转速和排气孔尺寸控制,增加螺杆转速可以缩短停留时间。因此,低速挤压比高速挤压冒出物严重。

  然而,排气孔开口越大,还会有更长的停留。如果熔体在排气管里堆积起来,这会堵塞排气管,这个方案是通过改变排气口的开口来满足熔体在排气口的正常膨胀。如滚动式料流膨胀5~10毫米,若要打开排气孔,其深度应至少5~10mm。

  4.排气管的分流元件。

  就拿现实生活来说吧,使用150mm刚打磨好的带排气孔的单螺杆挤出机挤出片材时,严重冒出物料不能生产合格的产品。操作者要检查排气口处的螺槽内的熔料,但是根本看不见螺旋,因此,分流元件的设计存在着很大的问题,操作者必须取出分流元件以检查螺槽是否满满。经检查,螺槽只满40%,解释了螺旋设计的合理性。

  然后,故障的焦点就集中到分流元件上了。虽然它是挤出机的著名制造商,但是在分流元件的设计上却存在严重缺陷。检测分流元件时,在上阶发现排气口上不仅有一个能使物料正常膨胀的底部切口,下阶同样设有这个入口。完全不需要设计上阶螺杆底切口,并且这一切口的设置极其不利,由于增加了熔池在排气孔上的停留时间,并使熔池进一步膨胀,在排气口处增加熔体压力的积累。

  另一个问题是平口和矩形的排气孔,它比直口形状更难清洗若分流器设计合理,排气孔应该垂直于钢筒的半径。根据上述分析,就可以采用以下两种方式对分流元件进行修补:用金属填充上阶底部的切口;第二,长方形开口改为径向,能让操作者看到螺杆内的熔料状况。通过以上改进方法,处理好冒料问题,并且生产出高质量的产品。


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