Баррели (материальные цилиндры)

Цилиндр экструдера вкупе со шнеками представляет собой главный рабочий орган экструдера. По своей сути он является камерой, внутри которой под воздействием давления и температуры плавится и продвигается вдоль шнека материал.

Цилиндры изготавливаются из азотированной стали твердостью 58 – 65 по Роквеллу, и оснащены износостойкими биметаллическими вкладышами, обладающими высокой коррозионной стойкостью.

Основные функции цилиндра:

1. Транспортировка: материал перемещается внутри экструдера от зоны загрузки к зоне экструзии. Движущая сила при этом обеспечивается вращающимися шнеками.

2. Сжатие и нагрев: при движении по цилиндру материал сжимается и нагревается. Компрессия важна для увеличения давления и обеспечения равномерного распределения материала на шнеке.

3. Плавление: под воздействием вращения шнека и выделению тепла материал переходит из твердого состояния в вязкое, что позволяет ему проходить через экструзионную головку.

4. Контроль давления и температуры: регулировка давления и температуры внутри цилиндра обеспечивают адаптацию экструдера под специфические требования обработки конкретного материала.

Конфигурация и размеры цилиндров варьируются и зависят от типа экструдера и особенностей его применения. Так, в двухшнековых экструдерах применяются составные цилиндры, складывающиеся из определенного количества секций различной конфигурации:

•   Загрузочная зона: первая секция экструзионного цилиндра, куда загружается исходный материал. В этой зоне происходит предварительная подача полимеров или компаундов. Загрузочная зона обычно имеет большую диаметр, чтобы обеспечить легкое поступление материала и минимизировать засоры. Здесь также начинается процесс предварительного нагрева и размягчения материала.

•  Открытые зоны с отверстием сверху (атмосферная и вакуумная дегазация): зоны, предназначенные для удаления летучих веществ, которые могут выделяться из материала в процессе экструзии.

Атмосферная дегазация: В этой зоне давление соответствует атмосферному, что позволяет газам свободно выходить из материала.

Вакуумная дегазация: здесь создается пониженное давление, что способствует более эффективному удалению летучих компонентов. Это особенно важно при переработке материалов, которые могут выделять воздух или другие газы, что может ухудшить качество конечного продукта.

• Открытые зоны с отверстием сбоку (боковая загрузка): в этих зонах осуществляется ввод дополнительных компонентов в процессе экструзии, таких как добавки, красители или наполнители. Боковая загрузка позволяет равномерно распределять добавки и улучшает их смешивание с основным материалом, а также позволяет ввести материал, обладающий более высокой термочувствительностью и требующий меньшего времени для пластификации.

• Комбинированные зоны с боковым и верхним отверстием (боковой ввод и дегазация): эти зоны сочетают функции боковой загрузки и дегазации. Они позволяют одновременно вводить добавки и удалять газы, что делает процесс экструзии более эффективным. Это особенно полезно в случаях, когда необходимо добавить компоненты в процессе переработки, не нарушая при этом стабильность давления в цилиндре.

• Закрытые зоны предназначены для обеспечения стабильного давления и температуры в процессе экструзии. В этих секциях происходит окончательное смешивание и плавление материала перед его выходом из экструдера. Закрытые зоны помогают поддерживать необходимую вязкость и однородность расплава, что критично для качества конечного продукта.

Заглушки

При необходимости, открытые зоны можно оснастить заглушками, сделав их закрытыми. Заглушки позволяют расширить сферу применения экструдера и гибко адаптировать его под различные технологические требования.