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机头压力与出料稳定性

2019-1-12 11:07| 发布者: 西独欧阳风| 查看: 1193| 评论: 0|来自: PT塑料网

摘要: 机头压力与出料稳定性
如果挤出过程中出现周期性的料涌,很有可能是螺杆计量段部分填充而导致的。此时,可以通过简单地提高或降低机头压力来判断问题的原因所在。

在挤出过程中,如果出料时带有节奏性的料涌,很有可能是计量段部分填充而导致的。这种料涌是机头压力与计量段的填充长度之间的一种周期性响应。部分填充的计量段会向后填充,直至能平衡机头压力。当发生这种情况时,拖曳流量减去压力流量就等于实际出料量。需要强调一点,压力流量与填充长度和黏度成正比,对于几乎所有的特定螺杆设计都是如此。然后,随着计量段回填以平衡机头压力,周期性的料涌随之形成,但由于平衡和响应之间存在着延迟,因此出料略有变化,这会产生谐波变化或周期性的机头压力与出料稳定性脉冲,它将一直持续,直到发生某些变化能提供更多的回填,从而抑制响应。

采用拖曳流、压力流和实际出料量,可以计算计量段的填充情况:

填充长度= [QP/(QD-QA)] L

式中:

QP =压力流量;

QD =拖曳流量;

QA =实际出料量;

L =计量段长度。

为防止这种周期性料涌,保持出料的稳定性,计量段通常需要特定的填充长度,具体取决于聚合物黏度、料道深度和机头压力。但至少需要两个螺槽的填充量,如果聚合物黏度或者机头压力较低,可能需要多达4个螺槽。

通过简单地改变机头压力就可以确认料涌是否是由计量段部分填充而导致的。如果是这个原因,降低机头压力,料涌的频率和幅度会增大;相反,提高机头压力,料涌的频率和幅度会减小。

通过简单地改变机头压力就可以确认周期性料涌的原因
通过简单地改变机头压力就可以确认周期性料涌的原因。如果是螺杆部分填充导致的,降低机头压力,料涌的频率和幅度将增大;提高机头压力,料涌的频率和幅度将减小

操作时,你可以借助一台熔体泵,通过降低和提高吸入压力并观察料涌的频率和幅度,来判断问题是否源于计量段的部分填充。如果没有熔体泵,可以更换熔体输送装置的某些部分来改变机头压力。例如,如果你的加工设备中采用了换网器,可以通过更换滤网来进行测试。通常,你会观察到在滤网干净时的螺杆脉冲会随着滤网慢慢被堵塞以及机头压力的升高而逐渐消失。即使使用熔体泵也可以看到,因为挤出机螺杆速度是追逐背压的。虽然熔体泵的使用能保证模头出料的稳定,但螺杆的速度是不断变化的。这虽然不算是一个问题,但螺杆速度的变化会改变熔体温度,这可能会影响到最终的产品,特别是复杂的型材和非常微小的挤出物,比如长丝。

周期性料涌在并非针对机头压力而设计的两级螺杆中是很常见的。对于无法估算机头压力的新应用,情况往往如此。一些经验法则,如第二计量段的尺寸最好是第一计量段深度的1.5倍,可能会导致这种问题。在单级螺杆中,计量段部分填充的原因通常是进料不充分,无论是由于设计,还是因为聚合物的特性,都可能导致计量段未被填充。

最近,笔者遇到的一台加工HMWPE的平滑内膛挤出机就出现了这种稳定的周期性料涌问题。HMWPE的光滑性通常会导致进料速率低于预期水平,这就造成了计量段的部分填充。笔者通过换网器将机头压力提高了几百磅,就消除了料涌。

这里需要补充一点,当试图采用熔体泵来增加吸入压力以消除周期性料涌时,请确保在泵排出压力下保持良好状态,这样才能使聚合物一直流过熔体泵轴承以进行润滑并防止设备损坏。

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