Звоните нам по телефону

Нагревательные элементы для экструдеров

Экструзия широко используется для непрерывного и периодического производства полимерных продуктов, поскольку она позволяет получать однородные полимерные расплавы с высокими скоростями.

Для нагрева материала в цилиндре экструдера могут использоваться различные типы кольцевых нагревателей, а для нагревания формующей головки могут применяться такие виды нагревательных элементов, как плоские нагреватели, патронные ТЭНы или сопловые кольцевые нагреватели. Также в экструдерах очень важным является контроль температуры, поэтому на всех нагревателях и во всех зонах экструдера стоит использовать термопары.

Конструкция и принцип работы экструдера

Использование экструдера позволяет быстро расплавить полимер в тонкой пленке расплава, которую непрерывно удаляют, подвергая плавлению свежее твердое вещество. Кроме того, экструдер подает твердый полимер в экструдер и откачивает расплавленный полимер для использования в последующих производственных процессах. В этом контексте экструдер становится единичным оператором в промышленности по переработке полимеров. Это основное устройство, используемое для получения расплавленных полимеров с высокой скоростью, необходимой для эффективного и недорогого производства расплавленного полимера.

Существует две широкие категории экструдеров: одношнековые и двухшнековые экструдеры.

Одношнековый экструдер был в течение многих лет и до сих пор является основной формой экструдера из-за простоты производства и более низкой стоимости оборудования, а также его способности выдерживать высокие крутящие моменты во время обработки полимера. Двухшнековые экструдеры в основном использовались для экструзии и компаундирования полимерных порошков, где достигается высококачественное диспергированное перемешивание или четко определенные времена пребывания для удаления летучих веществ, термочувствительных полимеров и реактивной экструзии (полимеризация и модификации полимеров).

Конструкция экструдера

Конструкция одношнекового экструдера

Одношнековый экструдер (рис. 1) состоит из полого цилиндрического корпуса, снабженного внешними кольцевыми нагревателями. В этот цилиндр вставлен шнек с определенной геометрией, определяемой полимером и желаемым тепловым состоянием расплава. Выбранная конструкция шнека определяет максимальную производительность экструзионной системы и по праву считается сердцем процесса экструзии.


Конструкция экструдера

Рисунок 1. Конструкция одношнекового экструдера


Винт приводится в движение электродвигателем через редуктор, размер которого соответствует требованиям к скорости и мощности винта. Большая часть энергии, необходимой для плавления полимера, поступает от двигателя.

Твердый полимер вводится в загрузочную горловину экструдера и перемещается в шнек за счет его вращательного движения. Он спрессован в твердую пробку, которая расплавляется путем трения в контакте с горячей поверхностью ствола. Расплавленный полимер собирается с поверхности цилиндра лопастями шнека и перекачивается к концу экструдера. В конце шнека полимер полностью расплавляется. Расплав перемешивается вращением шнека, которое создает давление, достаточное для проталкивания расплава через матрицу и переход к следующему этапу.


Работа экструдера для производства пластиковых труб

Рисунок 2. Работа экструдера для производства пластиковых труб


Нагрев экструдера

Подбор наиболее эффективных нагревательных элементов для различных частей экструдера является очень актуальной задачей для современных производственных процессов.

В экструдере нагревание материала производится частично за счет механического сжимания материала в процессе его продвижения по цилиндру, а частично за счет внешнего нагрева цилиндра нагревательными элементами. Кольцевые нагреватели цилиндра помогают повысить температуру сырья до нужной температуры, чтобы оно начало расплавляться. В зоне формовки материал должен уже достичь точных температурных показателей, при который наиболее эффективно будет формоваться готовое изделие. Начальный нагрев в цилиндре экструдера обеспечивают различные кольцевые ТЭНы, а нагрев формующей фильеры осуществляется различными нагревательными элементами, зависимо от ее конструкции (патронные ТЭНы, плоские нагреватели, сопловые кольцевые нагреватели).

Компания ТЕРМОЭЛЕМЕНТ занимается производством различных типов электронагревателей для экструдеров по индивидуальным чертежам. Среднее время изготовления нагревателей для экструдера составляет от 2 до 5 рабочих дней. Цена формируется на основе алгоритма, учитывающего мощность, размеры и прочие параметры нагревателей, поэтому для расчета стоимости нагревателей для экструдера обращайтесь к нам по телефону или указывайте все параметры нагревательных элементов в форме заказа.

Кольцевые нагреватели для экструдера

Не смотря на то, что в экструдере могут использоваться электронагреватели различных типов, чаще всего под электронагревателями для экструдеров подразумеваются кольцевые нагревательные элементы. Кольцевые ТЭНы имеют форму кольца или полукольца, поэтому идеально подходят для нагрева цилиндра экструдера или фильер с круглым сечением.



Кольцевые нагреватели для экструдера

В кольцевых нагревателях тепло производится благодаря прохождению электрического тока через нагревательную спираль из нихромового сплава. И хотя многое в конструкции кольцевых нагревателей схоже, все же имеются существенные различия, влияющие на технические характеристики нагревателей.

Для экструдера используются такие типы кольцевых нагревателей:

Кольцевые нагреватели могут изготавливаться с утепленным кожухом, охлаждающим корпусом, а также со встроенной термопарой.

Плоские электронагреватели для экструдера

Плоские нагревательные элементы используются на экструдерах для подогрева формующих головок или же квадратных и прямоугольных цилиндров двухшнековых экструдеров. 

Чаще всего для экструдеров применяются парные Г-образные нагреватели, которые в комбинации позволяют нагреть область со всех сторон.

Плоские нагреватели от  Термоэлемент имеют схожую конструкцию и характеристики с кольцевыми нагревателями, просто изготавливаются в другой форме. У нас вы можете заказать миканитовые, керамические или алюминиевые нагревательные элементы.

Плоские электронагреватели для экструдера

Патронные ТЭНы для нагрева экструдера

Небольшие и мощные электронагреватели патронного типа передают тепло при прямом контакте нагревательных элементов с металлическими деталями, в которые они установлены. Мощность нагрева патронных нагревателей составляет до 50 Вт на см2. Температура нагрева – до 500 градусов.

Патронные ТЭНП могут применяться для подогрева формующих головок экструдера любой конструкции, для них нужно просо просверлить в форме отверстия и установить туда нагреватели. При монтаже патронных ТЭНов нужно применять термостойкую теплопроводящую пасту, чтобы снизить риск неравномерного нагрева и увеличить срок службы нагревателей.

Патронные нагреватели могут быть и вовсе маленьких размеров, при этом их температура нагрева достаточна, чтобы расплавить вещество, подающееся на экструдере в область формовки. Например, мини-пальчиковые нагреватели патронного типа используются в 3д принтерах для нагрева сопла экструдера.

Патронные ТЭНы для нагрева экструдера

Комплектующие материалы и дополнительные элементы нагревательных систем на экструдерах

Там, где производственные процессы требуют высоких температур обработки материала, в частности на экструдерах, нужно использовать элементы с повышенной термоустойчивостью. В компании Термоэлемент вы можете заказать различные расходные комплектующие материалы для нагревательных систем с термостойкостью до 500 градусов.

Термопары

Цель любого экструдера - максимизировать производительность при сохранении качества продукции. Повышенная производительность означает, что каждый пресс может производить больше продукции, быть более прибыльным и эффективным по времени. Контроль температуры экструзии является важным компонентом процесса. Работа экструдера, основанная на контроле температуры, позволит заказчику максимально увеличить эффективность производства, а также полностью устранить дефекты качества, связанные с температурой.



Термопары для экструдера

Температура заготовки на входе в экструзионную формующую головку является критическим параметром управления процессом. Высокая температура заготовки ограничивает максимальную скорость экструзионного пресса и может привести к дефектам качества. Низкая температура заготовки может застыть в штампе, образовав склейку или вызвать поломку пресс-формы. Стабильная температура заготовки требуется для обеспечения постоянных условий процесса, высокой скорости экструзии и стабильного качества продукции.

На каждой зоне в экструдере могут размещаться такие элементы, как:

Если показатели температуры любой из зон будут превышать оптимальные показатели, нагреватели данной зоны будут выключены, а в случае сильного превышения будет запущено принудительное охлаждение.

Термопары могут быть как встроенными в сами нагревательные элементы, так и внешними, размещаемые на экструдере в специальные области.

Высокотемпературные провода и кабели для экструдера

На экструдерах, так же, как и на прочем электрооборудовании с зонами повышенной температуры, нужно использовать кабельную продукцию с устойчивостью к высоким температурам. Термостойкие провода и кабели с температуростойкостью до 450 градусов и медно-никелевыми или никелевыми жилами вы можете найти в нашем каталоге на сайте.

Для дополнительной защиты проводов могут применяться термостойкие стекловолоконные или силиконовые кембрики, металлическая оплетка или керамические изоляционные бусины.

Клеммные керамические колодки и термостойкие разъемы

Для подключения питания нагревателей на экструдере используются различные варианты подключения, наиболее распространенными являются керамические клеммные блоки и термостойкие двух или трехконтактные разъемы.

Разъемы выполняются из таких материалов, как алюминий, нержавеющая сталь, керамика, кремнийорганическая резина. Комбинация данных материалов позволяет разъемам быть в контакте с нагревательными элементами с температурой от 100 до 500 С.

 

Свяжитесь с нами прямо сейчас по телефону или через форму связи на сайте и получите консультацию от квалифицированных специалистов по нагревателям для экструдеров. Мы с радостью поможем с ответами на все интересующие вас вопросы и подберем наиболее подходящие нагреватели и комплектующие для вашего оборудования.




Задать вопрос