CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ ĐÙN

Nhiệm vụ chính của thiết bị đùn là tạo nên áp suất đủ lớn để đẩy vật liệu qua khuôn. Áp suất này phụ thuộc: cấu trúc hình học của khuôn, tính chất dòng chảy của vật liệu và tốc độ chảy. Plastics extrunder (thiết bị đùn nhựa): di chuyển, bơm nhựa. Plasticating extrunder (thiết bị đùn gia công): không chỉ vận chuyển nhựa mà còn làm nhuyễn hoặc nóng chảy vật liệu nhựa. Vật liệu dạng hạt rắn được cấp vào thiết bị và đưa nhựa đã nóng chảy đến khuôn. Thiết bị đùn nhựa nóng chảy...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ ĐÙN 1 CHƯƠNG 2 THIẾT BỊ ĐÙN1. Giới thiệu Nhiệm vụ chính của thiết bị đùn là tạo nên áp suất đủ lớn để đẩy vật liệuqua khuôn. Áp suất này phụ thuộc: cấu trúc hình học của khuôn, tính chấtdòng chảy của vật liệu và tốc độ chảy. Plastics extrunder (thiết bị đùn nhựa): di chuyển, bơm nhựa. Plasticating extrunder (thiết bị đùn gia công): không chỉ vận chuyển nhựamà còn làm nhuyễn hoặc nóng chảy vật liệu nhựa. Vật liệu dạng hạt rắn đượccấp vào thiết bị và đưa nhựa đã nóng chảy đến khuôn. Thiết bị đùn nhựa nóng chảy mà không làm chảy nhựa được gọi là melt-fedextrunder.2. Cấu trúc máy đùn A: trục vít, B: thân máy đùn (xylanh), C: thiết bị gia nhiệt, D: đầu đo nhiệtBài giảng Thiết bị CN polymer TS. Lê Minh Đức 2 E: họng cấp liệu, F: Phễu cấp liệu, G: giảm áp lực đẩy, H: giảm tốc bằngbánh răng, I: motor, J:vùng cấp liệu, K: vùng nén, L: vùng đẩy3. Các loại thiết bị đùn3.1. Loại đơn trục vít Trong công nghiệp chất dẻo, có 3 loại máy đùn chính: đùn trục vít, đùnpittông, và đùn trống hay đĩa (ít sử dụng hơn).3.2. Loại hai trục vít: Loại 2 trục, cùng chiều: Hai trục đặt cạnh nhau, quay cùng chiều với nhau(Co-rotating twin screw extrunder). Dùng ở tốc độ cao 200 – 500 vòng/phút(rpm). Các loại thiết bị mới có thể đạt tốc độ 1000 - 1600 rpm.Bài giảng Thiết bị CN polymer TS. Lê Minh Đức 3 Loại hai trục ngược chiều (counter-rotating twin screw extrunder): tốc độlàm việc phụ thuộc vào ứng dụng. Sử dụng chủ yếu để phối trộn(compounding), chạy ở tốc độ 200-500 rpm. Loại tốc độ thấp hay sử dụnghơn, 10 – 40 rpm. Loại ngược chiều có đặc tính vận chuyển tốt hơn so với loại cùng chiều.Một đặc tính khác để phân biệt máy đùn là mức độ ăn khớp vào nhau (screwsintermeshing) của cánh trục vít . Thông thường, các trục vít xen vào nhau. Hai trục vít không xen kẻ nhau cóưu điểm là không có tiếp xúc giữa kim loại-kim loại. Tỷ số L/D đạt đến 100:1hay cao hơn. L/D của trục vít xen kẻ nhau thường nhỏ hơn 60:1. Một nhượcđiểm của loại hai trục không ăn khớp nhau là khả năng trộn bị hạn chế. Máy đùn kiểu pittông: nhờ pitttông tạo một lực đẩy vật liệu đi qua khuôn(Fig.5). Loại này có vùng đẩy liệu tốt, tạo được áp suất cao. Nhược điểm làkhả năng làm nóng chảy vật liệu thấp. Thiết bị có thể hoạt động liên tục, tốcđộ dây chuyền rất thấp, từ 25-75 cm/h.3.3. Các thành phần của thiết bị đùn3.3.1. Trục vít Hình trụ dài, có các cánh xoắn xung quanh. Các chức năng của trục vít -vận chuyển, gia nhiệt, nóng chảy và trộn vật liệu nhựa. Độ ổn định của quátrình làm việc, chất lượng sản phẩm phụ thuộc nhiều vào trục vít.Bài giảng Thiết bị CN polymer TS. Lê Minh Đức 4 Các thông số quan trọng của trục vít Chiều dài trục vít (L) khoảng 15D – 30D; đường kính D; chiều sâu rãnh vít(h); Bề dày của cánh vít (axial flight width); Bước vít (Pitch); Góc nghiên củacánh vít (Helix angle)Bài giảng Thiết bị CN polymer TS. Lê Minh Đức 5Bài giảng Thiết bị CN polymer TS. Lê Minh Đức 63.3.2. Thân của máy đùn Có dạng hình trụ. Bên trong được phủ vật liệu cứng, chống mài mòn. Trênthân máy, có các lỗ thông khí đề thoát các chất bay hơi có trong nhựa - gọi làquá trình tách khí (devolatilization). Ví dụ như tách lượng ẩm trong nhựa hútẩm.3.3.3. Cấp liệu Bộ phận cấp liệu được nối vào thân máy đùn. Họng cấp liệu (feed throat)có hệ thống nước làm mát tránh hiện tượng nóng chảy vật liệu, dính vào thànhthiết bị. Chiều dài của họng khoảng 1,5 lần , rộng khoảng ¾ đường kính củathân máy đùn. Một số máy đùn không có họng cấp liệu, liệu được đưa trực tiếp vào thânmáy đùn. Ưu điểm: chi phí thấp, ít chi tiết, không khó khăn để bố trí họng cấpliệu với thân máy đùn. Nhược điểm: rất khó tạo được cách nhiệt giữa vùngnhiệt độ cao thân máy với vùng nhịêt độ thấp họng cấp liệu, rất khó làm lạnhhọng cấp liệu.Bài giảng Thiết bị CN polymer TS. Lê Minh Đức 7 Phễu nạp liệu được thiết kế sao cho đảm bảo dòng vật liệu chảy ổn định.Có các thiết bị hỗ trợ để giúp quá trình nạp liệu ổn định.Bài giảng Thiết bị CN polymer TS. Lê Minh Đức 83.3.4. Gia nhiệt và làm lạnh Các thiết bị gia nhiệt bằng điện được đặt dọc theo thân máy đùn. Các máyđùn thường có ít nhất 3 vùng nhiệt độ dọc theo chiều dài của thân máy đùn.Các máy đùn dài hơn, có trên 8 vùng nhiệt độ. Mỗi vùng có hệ thống gia nhiệtvà làm lạnh riêng, có sensor đo nhiệt đ ...