Extrusion Russian Edition 3-2019

29 ЭКСТРУЗИЯ ТРУБ И ПРОФИЛЕЙ ЭКСТРУЗИЯ 3/2019 оптимизировалась для улучшения соответствующих характеристик плавления и обеспечения более щадящей переработки материала. В качестве альтернативы или в дополнение к этому предлагается активное охлаждение расплава. Система активного охлаждения может встраиваться в имеющиеся агрегаты или дополнять имеющу- юся производственную линию в виде отдельного модуля. Не- смотря на то, что активное охлаждение расплава эффективно с точки зрения ожидаемого снижения температуры, оно сни- жает энергоэффективность всей системы, так как сопровожда- ется дополнительным потреблением энергии. В линиях для производства труб большого диаметра активное охлаждение расплава может привести к значительным дополнительным затратам. С точки зрения эффективности работы всей произ- водственной линии и экологичности процесса этого следует избегать. Поэтому необходимы новые концепции для гарантии минимальной температуры массы. Концепция процесса solEX NG На выставке K-2016 фирма battenfeld-cincinnati впервые представила прототип инновационной концепции экструдера, которая основана на разработанной в 2011 году и проверенной на практике серии экструдеров 40L/D solEX. Важное отли- чие заключалось в разработанном с нуля рабочем органе. В настоящее время накоплены различные экспериментальные данные по всем типоразмерам серии solEX NG. Благодаря ис- ключительным характеристикам рабочего органа данная серия экструдеров в настоящее время получила широкое распро- странение. В стандартных областях применения пользователи также извлекают выгоду из значительного повышения произ- водительности машин и снижения температуры расплава. Основным технологическим компонентом рабочего органа, кроме ставшей уже обычной зоны питания с канавками, яв- ляется цилиндр с внутренними канавками, который вместе с усовершенствованной геометриейшнека и загрузочной втулки задает новый стандарт производительности, энергоэффектив- ности и низкой температуры расплава (рис. 4, слева). Некоторые пояснения относительно принципа действия новой концепции, которая в сочетании с барьерными шнека- ми известна как HELIBAR [5], а также отдельные результаты приведены ниже. Важным эффектом от канавок цилиндра является значи- тельное снижение осевого профиля давления по длине шнека. Оно достигается за счет переноса принципа транспортировки твердого вещества с геометрическим замыканием из зоны за- грузки в зону плавления шнека. Вызванное этим повышение производительности транспортировки в зоне плавления при- водит к значительному снижению давления (рис. 4, справа), что снижает нагрузку на шнек при движении твердой фазы и, кроме того, способствует более эффективному и щадящему плавлению. С одной стороны, благодаря канавкам достигается увели- чение теплопередающей поверхности цилиндра, а с другой, инициируется так называемое дисперсное плавление («эффект кубика льда») (рис. 5). Обычное для барьерных шнеков строгое разделение твердой фазы и расплава компенсируется канавками цилиндра за счет того, что через барьерный виток с уменьшенным диаметром в зоне канавок твердое вещество транспортируется в канал расплава порциями. Благодаря этому в канале расплава возни- кает однородная смесь твердого вещества и расплава, и тепло- передающая поверхность между расплавляющимся твердым веществом и горячим, уже расплавленным материалом макси- мальна. Это обеспечивает очень щадящее плавление остатков твердого вещества с одновременным охлаждением расплава, благодаря чему итоговая температура расплава может удер- живаться на очень низком уровне. Рис. 5. Сравнение процесса плавления в барьерном шнеке с гладким цилиндром или с цилиндром с канавками Труба диаметром 1,2 м, произведенная на линии battenfeld-cincinnati (фото: Tehno World) Барьерный шнек Канал твердой фазы Канал расплава Гладкий цилиндр Цилиндр с канавками Частицы твердого вещества Тонкая пленка расплава Компактный «слой твердой фазы»