Загрузочный бункер

Загрузочный бункер — это та часть экструзионного агрегата, из ко­торой гранулированный материал поступает непосредственно в экс­трудер. Обычно он просто просыпается под действием собственной тяжести. Однако для некоторых материалов такой способ оказывается невозможен и необходимо применение дополнительных устройств.

Таблица 5. Выбор устройства в зависимости от цели

Сырье	Цель	Выбор устройства
Материалы, обладающие очень низкой сыпучестью	Обеспечение непрерывной подачи материала	Вибратор, присоединенный к загрузочному бункеру
Гранулы, опудренные порошкообразным пигментом	Для более равномерного распределения порошкообразного красителя по поверхности гранул полимерного сырья, а также соскребания материала, прилипшего к стенкам бункера	Шнековые спиральные дозаторы
Гранулы, различные по размеру и форме, а также гранулированный материал с добавлением до измельченных гранул	Обеспечение равномерной подачи полимера	Использование конической конструкции загрузочного бункера с круглым сечением
Материалы, обладающие малой насыпной плотностью	Решение проблемы захвата воздуха	Использование вакуумных загрузочных бункеров или двухстадийного шнека с дегазационным отверстием в цилиндре

 

Для достижения равномерной подачи полимера необходимо обеспе­чить постепенное увеличение сжатия по направлению к загрузочному отверстию. Оптимальной является коническая конструкция загрузочного бункера с круглым сечением. На практике чаще встречаются загрузочные бункеры с квадратным сечением и с крутым наклоном стенок к загрузочному отверстию экструдера — такая конструкция легче в производстве, но не обеспечивает стабильной подачи материала в шнек. На рисунке 6 представлены удачная и неудачная конструкции за­грузочных бункеров[3].

Рисунок 6. Загрузочные бункеры

 

Загрузочный бункер с квадратным сечением и резким сужением пригоден при загрузке объемного материала с одинаковым размером частиц, не склонных к зависанию. Однако если гранулы различаются по размеру и форме или в исходный гранулированный материал до­бавляют доизмельченные гранулы, то не исключено возникновение проблем при загрузке.

Если бункер не обеспечивает равномерную подачу сырья, операто­ры экструдера нередко кладут на материал тяжелый предмет. В резуль­тате на изделиях зачастую видны следы неправильной подачи: дефекты поверхности, вмятины, продольные полосы и т. п. Использование за­грузочного бункера с круглым сечением и плавным уменьшением диа­метра — более удобный и подходящий в данном случае способ борьбы с неравномерной подачей.

Если материал обладает очень большим углом внутреннего трения (см. раздел «Входной контроль полимерного сырья»), он будет «зави­сать» в бункере любой конструкции. В этом случае единственным вы­ходом станет применение специальных проталкивающих устройств.

Некоторые материалы, особенно обладающие малой насыпной плотностью, способны захватывать воздух. Воздух не может выйти из загрузочного бункера и увлекается в цилиндр экструдера, затем пере­мещается вместе с полимером и в итоге выходит через фильеру. Обыч­но это приводит к появлению дефектов в экструдате, а иногда вызывает небольшие «взрывы» при выходе из головки.[3]

Решить проблему захвата воздуха позволяет использование ваку­умных загрузочных бункеров. Несмотря на простоту идеи, ее техни­ческое исполнение вызывает ряд трудностей. Первая из них — пода­ча полимера в загрузочный бункер без потери вакуума. С этим можно справиться с помощью двухбункерных загрузочных систем (рисунок 7). В верхний бункер подается исходный материал, там же проис­ходит удаление воздуха, после чего полимер проваливается в ниж­ний (основной) бункер. Вторая трудность — герметизация объема, прилегающего к телу шнека. Переработка материалов, содержащих абразивные компоненты, может нарушать вакуумирование. В месте утечки воздуха может происходить ожижение слоя материала, что неблагоприятно сказывается на перемещении твердого полимера в экструдере.

Рисунок 7. Двухбункерная вакуумная загрузочная система:

1 — двигатель мешалки; 2 — входной клапан; 3 — привод подающего шнека; 4 — экструдер;

5 — вакуумная изоляция; 6 — вакуум; 7 — перепускной клапан