Темперирование шнеков

[Figaro]

Шнек - насос очень хороший - посмотрите на досуге винтовые компрессоры хотя бы.

[Figaro]

Я был на третьем курсе ЛГУ. Зашел по делу к Мануйлову. А он как раз
принимает экзамены. Сидят первокурсники. На доске указана тема:
"Образ лишнего человека у Пушкина".
Первокурсники строчат. Я беседую с Мануйловым. И вдруг он спрашивает:
- Сколько необходимо времени, чтобы раскрыть эту тему?
- Мне?
- Вам.
- Недели три. А что?
- Так, говорит Мануйлов, - интересно получается. Вам трех недель
достаточно. Мне трех лет не хватило бы. А эти дураки за три часа все
напишут.

(С) Сергей Довлатов. Соло на ундервуде. 1980

[АлиБаба]

Леха,читая Ваш пост вспоминаются слова :первое"Будь проще и люди к тебе потянутся.....
и второе "Когда сороконожку спросили с какой ноги она начинает движение-она застыла в ступоре"

В теме у меня вероятно по глупости многое не срастается : 1 даже если температура масла 160 ,то шнек в дозировании все равно охлаждается ,но это противоречит цитате из книги о одношнековом ,вернее или глубина канала высока или вязкость очень низка ( учитывая большую зависимость аморфного полимера от температуры) ,но в старте темы улучшение добились худшим охлаждением дозирования .Вероятно в этом случае вязкость слишком низкая - рецепт ,отсутствие рассекателя ...отношения к друг другу ,вобщем спасибо всем ,учит тема,заставляет думать , жаль если не в ту сторону .

Конечно же и при 160 шнек в дозировании охлаждается,но согласитесь,коллега,несколько меньше чем при 85-95. И можно спросить у Вас совета-Я делаю лист ПВХ шириной 2000(две тысячи мм.)когда и где мне разогреть материал, какую вязкость ему придать, чтобы он растёкся на такую ширину???(Только не говорите мне ,что в адаптере и в фильере).

Рассматривать и далее по пунктам уже нет ни сил ни времени.

В теме уже всё,на мой взгляд,про ТЕМПЕРИРОВАНИЕ ШНЕКОВ сказано.Осталось записать,принять к действию и не заморачиваться.

[пиф]

ВСЕМ ЗДРАВСТВУЙТЕ! Очень заинтересовала данная тема,по прочтении правда так и не понял,активное темперирование понижает температуру шнека в зоне дозирования и тем самым ПОНИЖАЕТ вязкость материала(по крайней мере так написано в посте ЛЕХА).У меня вопрос к специалистам-каким образом?!

[АлиБаба]

Конечно же и при 160 шнек в дозировании охлаждается,
В теме уже всё,на мой взгляд,про ТЕМПЕРИРОВАНИЕ ШНЕКОВ сказано.Осталось записать,принять к действию и не заморачиваться.

Это прямо перед вашим постом.
И вязкость понижается(в слое примыкающем к поверхности шнека)и перемешивание улучшается....

[пиф]

Уважаемый АлиБаба!
Я совсем запутался-сейчас Вы пишете,что при охлаждении шнека маслом в зоне дозирования вязкость материала уменьшается(это мне просто непонятно!),а раньше в этой же теме- даю Вашу цитату

"более "холодный" шнек способствует лучшему ПЕРЕМЕШИВАНИЮ материала,ИБО увеличивается его(материала) ВЯЗКОСТЬ,что ПРЕПЯТСТВУЕТ скольжению!!!!"
(это мне абсолютно понятно!)

Где же правильно?

[пиф]

Может быть, речь идет не о зоне дозирования,а о зоне плавления(сжатия?!).Тогда все стало бы намного понятнее! Если возможно,проясните,пож,ситуацию для особо одаренных!

[леха]

активное темперирование понижает температуру шнека в зоне дозирования и тем самым ПОНИЖАЕТ вязкость материала(по крайней мере так написано в посте ЛЕХА).У меня вопрос к специалистам-каким образом?!

Охлаждение шнека снижает производительность ,время пребывания увеличивается и вязкость снижается ,но я имел ввиду одношнековый квадратный шнек . http://www.ruscable.ru/article/Vybor_sh ... derov_dlya

[АлиБаба]

'Ув.пиф.Экскьюз ми плиз.
Очепятка. Вязкость Повышается.
Виноват

[пиф]

теперь все сходится!

[Maks42]

Охлаждение шнека снижает производительность ,время пребывания увеличивается и вязкость снижается ,но я имел ввиду одношнековый квадратный шнек . http://www.ruscable.ru/article/Vybor_sh ... derov_dlya

Спасибо за статью, как оказалось, ее переводил мой хороший знакомый, про охлаждение шнека в ней написано очень мало и не очень понятно.
Подытожу сказанное уважаемыми коллегами:
- в зоне загрузки нет расплава, темперирование шнеков нагревает шнеки и ускоряет плавление,
- в зоне дозирования есть расплав, темперирование шнеков охлаждает шнеки и ускоряет перемещение расплава.

"Основы экструзии" ( 2011 год ) " Было определено ,что причиной перемещения твердых частиц является сила внутреннего трения о поверхность материального цилиндра,а сила внутреннего трения о поверхность шнека только тормозит процесс.Поэтому улучшить процесс течения расплава можно за счёт уменьшения температуры материального цилиндра и увеличения температуры шнека .Интересно, что в зоне течения расплава более разумным является нагревание шнека ,а не нагревание материального цилиндра ."

Всю жизнь считал, что чем горячее поверхность, тем ниже вязкость полимера, выше адгезия и трение, возможно что-то с переводом.

[Maks42]

Как писал уважаемый коллега:

И при случае когда температуры шнека и цилиндра сравняются можно поймать "козла"-явление известное термопластавтоматчикам.

Расплав налипает на горячий шнек и начинает крутиться вместе с ним.

[Maks42]

Поскольку поверхность контакта полимера с поверхностью шнека больше, чем с поверхностью цилиндра, необходимо уменьшить коэффициент трения полимера о шнек, так как в противном случае материал перестанет двигаться вдоль оси шнека, а начнет вращаться вместе с ним. Это достигается повышением температуры стенки цилиндра (нагревом) и понижением температуры шнека (шнек охлаждается изнутри водой).
http://www.polymerbranch.com/termoplast/view/5.html

[леха]

Возможно в книжках и есть не точный перевод и с зоной загрузки одношнекового вроде всё понятно :греем цилиндр ,ожлаждаем шнек - производительность сухого насоса растёт ,а вот с расплавом в одношнековом я если честно тупую ...не доходит .
Из приведенной мной ссылки я понимаю примерно механизм улучшения плавления примерно так ( поправте пожалуйста косяки) : общий механизм улучшения плавления в снижении производительности при таких же оборотах шнека .Охлаждение сказывается на весь шнек и вероятно основной эффек именно в снижении производительности сухого насоса ( зоны загрузки) - вода повышает температуру шнека в зоне загрузки , пробка менее плотная и быстрее плавится .В зону питания передается избыточное тепло из зоны дозирования ,что улучшает плавление НО увеличение количества витков с расплавом должно увеличивать производительность ,а она снижалась .В зоне дозирования разумеется вязкость пристенного слоя шнека увеличится и получется подобие уменьшение высоты витка и увеличения к.сжатия но как это влияет на скорость расплава не понимаю ! Вроде снижение объема витка для вязкого полимера должно снижать производительность ,но люди использовали охлаждение шнека ,а не просто сделали шнек с меньшей глубиной витка в зоне дозирования ,значит не одним дозированием добивались улучшения плавления .Это все о одношнеке по ссылке .
Так ещё пришло в голову мою глупую ...козел возможен только для гранулы ,с расплавом ведь такого не бывает ...,а шнек в дозировании намного горячее чем цилиндр + прекращение нагрева цилиндра в дозировании не вызывает козла расплава ( извините) . Получается что расплав нормально двигается горячим шнеком ,главное чтоб он не был сильно жидким ?

[леха]

Например имеем обычный квадратный шнек ,он снашивается ,растёт высокотемпературная область в канале шнека и вероятно растёт и температура шнека ,а более менее нормальную производительность мы пытаемся удержать ...охлаждением цилиндра . Имеем обратную разницу температур шнека и цилиндра в загрузке и дозировании . Кажется что к.трения в дозировании не сильно влияют на подачу ,или не так сильно как вязкость( средняя температура расплава) .Вобщем не понятно .

[Maks42]

В зоне загрузки (питания) мы греем шнек для ускорения образования пробки и ее плавления.
В зоне дозирования мы охлаждаем шнек для уменьшения трения/прилипания расплава к шнеку и снижения температуры расплава (уменьшение деструкции, повышение давления...).
Сталкивался с козлами, когда перегретый расплав буксует на одном месте, думаю, что если бы в тот момент можно было бы охладить шнек, то козла удалось бы протолкнуть вперед.

[пиф]

Мне кажется,что выводы двух наших экспертов-Алибаба и Maks42- противоречивы

[пиф]

Возможно, рассматриваются разные механизмы трения-тем более,что адгезия это скорее межмолекулярный подход,чем классический. Очень любопытно,что происходит в зоне дозирования на практике.

[Figaro]

В зоне загрузки (питания) мы греем шнек для ускорения образования пробки и ее плавления.
В зоне дозирования мы охлаждаем шнек для уменьшения трения/прилипания расплава к шнеку и снижения температуры расплава (уменьшение деструкции, повышение давления...).
Сталкивался с козлами, когда перегретый расплав буксует на одном месте, думаю, что если бы в тот момент можно было бы охладить шнек, то козла удалось бы протолкнуть вперед.

CRP100 и некоторые партии казанского полиэтилена любят "козлиться" на выходе из зоны загрузки (однако охлаждаемой) когда часика два - три постоят под рабочими температурами без движения.
Часто козлятся маркировочные коэкструдеры, когда забывают в простое про охлаждении зоны загрузки.
Вообще понятие "козёл" пошло из металлургии - это срыв теплопередачи когда основная масса окружена жидким расплавом снаружи - хорошо видно примере таяния льда в ПЭТ бутылке ...
Нагрев зоны загрузки шнека при внешнем темперировании- это побочный эффект охлаждения зоны дозирования.

[trishkin sergey]

Ну и полемика у вас уважаемые коллеги!
У меня на производстве стоит такая машина конический 55 экструдер, уже старенький.
Работаем на рецептуре со 100 м.ч. мела температура на темперировании 90 С.
Стабильно без каких либо нервяков.
Можно повысить температуру до 110 - 120 С но у нас горели сальники.
Можно понизить температуру до 60 С у нас повышалась нагрузка на главный привод и давление расплава, масса прорабатывалась хуже.
Для нашей рецептуры 90 С оптимальная температура.

[АлиБаба]

Ув.пиф

В зоне дозирования мы охлаждаем шнек для уменьшения трения/прилипания расплава к шнеку и снижения температуры расплава (уменьшение деструкции, повышение давления...).

Я думаю у коллеги "очепятка" Мы охлаждая,ПОВЫШАЕМ вязкость и ,тем самым увеличиваем трение...и продолжаем делать то ,что делаем на ВСЕМ протяжение шнека-плавим и ПЕРЕМЕШИВАЕМ,плавим и перемешиваем......Плавим в зазоре,перемешиваем на поверхности шнека(поверхность витков это тоже поверхность шнека).
Только соотношение этих процессов меняется на протяжении длины шнека
Где то так...

[АлиБаба]

Для нашей рецептуры 90 С оптимальная температура.

Ключевое слово здесь "Для нашей рецептуры".
Очень жаль, что какие то "копеечные"сальники не позволяют Вам сэкономить "рубли " на оптимизации рецептуры...
Где то так....

[леха]

Можно вопрос задать не совсем по теме температуры шнека ? Если чай разменивать ложечкой то будет воронка ,если разменивать полимер ( расплав) то он наоборот полезет по ложечке вверх ...,но я не пойму ни как ...по горячей ложке быстрее поднимется расплав или по холодной ...,или температура ложки не так важна как температура ( вязкость) расплава ?

[Maks42]

Я думаю у коллеги "очепятка" Мы охлаждая,ПОВЫШАЕМ вязкость и ,тем самым увеличиваем трение...

Повторяю выдержку из статьи:

Поскольку поверхность контакта полимера с поверхностью шнека больше, чем с поверхностью цилиндра, необходимо уменьшить коэффициент трения полимера о шнек, так как в противном случае материал перестанет двигаться вдоль оси шнека, а начнет вращаться вместе с ним. Это достигается повышением температуры стенки цилиндра (нагревом) и понижением температуры шнека (шнек охлаждается изнутри водой).
http://www.polymerbranch.com/termoplast/view/5.html

Если можно, скиньте, пожалуйста, ссылочку на зависимость коэффициента трения от вязкости. Вы же не будете спорить, что чем выше температура расплава, тем ниже вязкость и выше адгезия к металлу, логично было бы предположить, что чем выше адгезия, тем выше коэффициент трения.

[АлиБаба]

Без "торможения" на поверхности шнека не будет перемешивания.Менее вязкий материал(т.е более "горячий) будет "скользить"по поверхности.По крайней мере при работе с ПВХ неоднократно имел тому подтверждение.Не забывайте что ПВХ в экструдере -сложная композиция.(это про адгезию к металлу)
Извините за столь вульгарное изложение.


"Не все йогурты одинаковы полезны"(с)

[леха]

"КАПИЛЯРНОЕ ТЕЧЕНИЕ.Течение при котором все элементы жидкости движутся с одинаковой скоростью,то есть течение,при котором не возникает деформации сдвига.Такое течение,как правило,нетипично для расплавов полимеров,за исключением скольжения без трения,характерного для ПВХ.Однако капилярное течение реализуется при течении гранулированного твердого полимера.Теория движения твердого полимера в одношнековом экструдере основана на предположении капилярного характера его движения ." ( цитата из " экструзии полимеров стр 174) .
Дозирующие шнеки использовались без водяного охлаждения, поскольку при переработке ПЭ с водяным охлаждением не достигались такие же положительные результаты, как при переработке PVC. ( для ПВХ охлаждение дозирующего шнека приводило к 50%му снижению производительности) . http://www.ruscable.ru/article/лVybor_s ... derov_dlya но не понятно из статьи как изменялась производительность для пэ ! Возможно цитата из книги и объясняет причину .Хотя всё равно не понятно ...если скорость транспортировки расплава пвх зависит от к.трения точно также как скорость гранул ..то откуда 50и%е снижение производительности взялось ? ( или я вообше не туда думаю ,абсолютная безграмотность) .
Извиняюсь что испортил тему - теперь всё в одной куче и пвх и пэ и разное количество шнеков ...( вероятно и все разночтения из за этого).Просто проще понимать через одношнек ...Например в теме говорили о побежалости- оксидировании ,но не понятно - это ведет к изменению к.трения или теплопроводности ? В форуме говорится что например новый шнек не грузит пп ( тпа),а на стеклонаполненном полиамиде работает нормально ...проходит некоторое время ( возможно какраз то за которое шнек в дозировании чернеет) и уже нормально грузит пп .Важно же понимать механизм .Например если в новый шнек я добавил процессинг он изменит теплопроводность шнека ? Вобщем извиняюсь .

[sonarr]

Я бы добавил ко всей дискуссии ещё одно назначение темперирования.
В процессе экструзии трение материала о шнек происходит гораздо интенсивнее, чем трение о поверхность цилиндра. Особенно это выражено на конических шнеках, где скорость движения материала относительно поверхности шнека постоянно растет + увеличение сдвиговых деформаций за счет бОльшего коэффициента сжатия. Никто не встречался с ситуацией, когда профиль разного оттенка с разных сторон?
Так вот, с помощью темперирования мы уравниваем температуру "наружного" слоя материала и "внутреннего".
Кстати при работе с малой производительностью (с малой скоростью вращения шнеков) на конике темперирование включать обычно не требуется или необходимо увеличивать температуру масла.

[пиф]

я бы сказал,что вопрос носит не схоластический характер,а реально важный для понимания.и должен быть по идее достаточно простой для восприятия. В данном случае есть два принципиально разных варианта обьяснения поведения ПВХ расплава в зоне дозирования экструдера при темперировании шнека: 1. коэф.трения падает(при уменьшенной вязкости расплава!) за счет адгезии материала к поверхности металла,что способствует уменьшению прилипания расплава к шнеку 2. коэф.трения возрастает,что способствует лучшему перемешиванию. Хотелось бы все-таки разобраться,какой механизм правильный или (возможно!) на практике имеют место оба?!

[пиф]

в п.1 более правильно "за счет УМЕНЬШЕННОЙ адгезии"

[пиф]

Может быть скажу глупость,прошу меня заранее извинить. Адгезия это,скорее, поверхностное взаимодействие и (возможно!) играет основную роль в каких-то граничных случаях-и тогда прав ув.Maks42. В остальных же случаях основную роль играет механизм,кот. предложил ув.Алибаба?!