Шнеки и шнековые пары для грануляции (вторичная переработка)

В немецком языке шнек означает улитка. Он представляет собой стержень, имеющий винтовую поверхность в сплошном исполнении. Она располагается по продольной шнековой оси. Этот стержень является главным механизмом, применяющимся в экструзионных установках. На него так же, как и на материальный цилиндр в экструдерах приходится основная часть нагрузки при создании вещества из полимеров, которое расплавляется, уплотняется и гомогенизируется во время этого процесса. В результате получается требуемая масса. Она выдавливается в отверстие, расположенное в формирующей головке.

Каждый шнек характеризуется следующими параметрами:

• длина, обозначающаяся литерой L;
• диаметр, для обозначения которого используется буква D;
• отношение длины (L) стержня к его диаметру (D);
• начальная и конечная глубина винтовой нарезки (для обозначения используется h1 и h2);
• отрезки разной длины, отличающиеся глубиной нарезки (обозначаются L1, L2 и L3);
• шаг одного витка (для обозначения применяется буква t);
• ширина каждого гребня (обозначается литерой е);
• угол нарезки (для обозначения используется ϕ).

Данные о диаметре и величина L/D позволяет определить производительность экструзионной установки. Характеристикой конструкции экструдера также является крутящий момент шнека. Эти значения позволяют классифицировать установки по производительности. Экструдеры выпускаются исключительно со шнеками, имеющими конкретный диаметр. Он может быть следующим: 2; 3,2; 4,5; 5; 5,2; 5,5; 6; 6,3; 9; 12,5; 16; 20; 25 и 32 см.

Экструдеры изготавливаются короткошнекового и длиношнекового вида. Установки с короткими шнеками характеризуются значением L/D, которое может варьироваться от 12 до 18. В то же время у длинношнековых экструдеров максимальная величина этого параметра в основном составляет 30. Чаще всего встречаются экструзионные установки, у которых L/D изменяется от 20 до 25. Однако существуют механизмы с характеристикой стержня L/D, составляющей 36.

Соотношение начальной и конечной глубины нарезки обычно равно 1/2-1/3. При этом шаг одного витка стержня и ширина его гребня зависит от размеров шнека. В большинстве случаев значение «t» соответствует диаметру, а параметр «e» равняется 0,1*D.

Сырье, которое перерабатывается, также позволяет классифицировать шнеки. Их популярные виды показаны на рисунке 2.

Они бывают одно- и двухзаходные. Первый тип стержней располагается на участке, где происходит загрузка, а второй вид — в зоне плавления.

Однозаходные стержни имеют постоянную глубину канала и характеризуются меньшим шагом нарезки. Такие шнеки еще отличаются более быстрым сжатием. Существуют также стержни однозаходные, оснащенные дегазацией. При этом двухзаходный шнек создается барьерным. Он располагается в зоне, где выполняется дозировка.

Шнеки могут применяться с захватывающей втулкой, если они имеют диспергирующие и смесительные компоненты. Благодаря такому сочетанию улучшается гомогенизация и пластификация. Часто на тыльной стороне шнека размещаются шлицы и пружина. Такое устройство стержня позволяет передавать крутящий момент. Шнеки крупного размера оснащаются зубчатым зацеплением многоклинового типа. Передняя часть стержня имеет наконечник.

Работа шнеков осуществляется внутри материальных цилиндров. Эти элементы имеют неразборную конструкцию или могут быть изготовлены из 2-х частей. Последний вариант характерен для цилиндров с одним шнеком. В их состав входят трубы с гладкой поверхностью и захватывающая втулка небольшой длины.

Стержни, оснащенные дегазацией, в большинстве случаев имеют длину, равную 30*D. При этом отвод летучих элементов осуществляется из зоны декомпрессии. Она находится на среднем участке шнека.