ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Вывод основных уравнений течения для червячной шприцмашиСхематическое описание работы одночервячной шприцмашины из "Переработка термопластичных материалов" Удаление летучих соединений при шприцевании пластических масс может осуществляться двумя методами. Самый распространенный способ состоит в том, что в стенке корпуса делаются вентиляционные окна (рис. 4,7). Другой метод состоит в том, что летучие соединения отбираются через отверстия, просверленные в дне канала червяка и сообщающиеся с центральной полостью червяка. В этом случае газы удаляются через подвижное уплотнение, установленное у заднего конца червяка. [c.181] В обоих методах удаление летучих соединений производится на специальном участке червяка, в котором канал червяка только частично заполнен материалом. [c.181] Зона питания. Глубокий винтовой канал зоны питания обладает повышенной транспортирующей способностью. В этой зоне происходит нагрев и плавление гранулированного полимера. Для того чтобы избежать чрезмерного повышения давления в конце зоны питания, в стенках двух-трех последних витков канала этой зоны могут быть сделаны пазы шириной около 13 мм, смещенные относительно друг друга на 180° (см. рис. 4,7 и 4,8). Эти пазы помогают избежать пульсаций потока и проникновения их через дозирующую зону в остальные зоны червяка. [c.182] Дозирующая зона. Дозирующая зона регулирует величину расхода материала, поступающего из питающей зоны, и определяет фактическую производительность шприцмашины. а зона имеет самый мелкий винтовой канал. [c.182] Зона отсоса. Обычно глубина канала в зоне отсоса раза в четыре больше, чем в дозирующей зоне, а так как материал в зону отсоса поступает из дозирующей зоны, пропускная способность которой меньше, чем у зоны отсоса, зона отсоса работает в условиях недостаточного питания. [c.182] Смесительные шприцмашины. Очень часто шприцмашины используются в качестве смесителей. В настоящее время имеются различные наконечники, которые надеваются на обычные червяки для того, чтобы улучшить однородность выдавливаемого из машины материала. Два таких наконечника изображены на рис. 4,5 (червяки 4vi5). Для этой цели используются также и другие устройства, состоящие из вращающихся дисков или шестерен. Использование шприцмашины в качестве смесителя подробно описано в главе VII. [c.183] Шприцмашины периодического действия. Как уже отмечалось, на червячной шприцмашине осуществляется пластикация большего количества материала и обеспечивается его более равномерный нагрев по сравнению с плунжерным литьевым устройством такого же размера. Поэтому уже неоднократно делались попытки применить шприцмашины в литьевых прессах, превратив их для этого в устройства периодического действия. [c.183] Известны также шприцмашины, головки которых заканчиваются распределительным трубопроводом, на котором устанавливаются два или более крана. Управление кранами осуществляется автоматически, чтобы по меньшей мере один из кранов все время оставался открытым. Машины такого типа применяются при изготовлении бутылок из пластмассы. Этот процесс описан в главе IX. [c.183] Другой метод, обеспечивающий периодическую подачу материала, состоит в том, что на головку обычной шприцмашины с непрерывно вращающимся червяком устанавливается специальный кран, который автоматически открывается и закрывается в определенные моменты цикла. При этом из головки выходят порции материала заданного веса и определенной температуры. Чтобы предотвратить перегрев материала и чрезмерное повышение давления в головке в то время, когда кран закрыт, в этих машинах применяются червяки специальной конструкции11. [c.184] Обычно, за некоторыми исключениями, червячные шприцмашины применяются для выдавливания высоковязких материалов. Действительно, давление, создаваемое винтовым насосом при перекачивании расплава, возникает вследствие существования у перекачиваемой жидкости конечной вязкости. Поэтому принцип, на котором основана работа шприцмашины, совершенно отличен от принципов, на которых основана работа центробежных, поршневых или шестеренчатых насосов. По этой причине некоторые авторы называли винтовые насосы вязкостно-винтовыми насосами . Вследствие высокой вязкости перекачиваемой жидкости течение в винтовых насосах всегда ламинарное, а не турбулентное. [c.184] Математическое описание работы винтового насоса может быть получено совместным решением уравнений, которые выражают законы сохранения массы, энергии и количества движения при ламинарном течении, с уравнениями, описывающими физическое состояние перекачиваемой жидкости. [c.184] Получить строгое решение этих уравнений в сложных случаях течения чрезвычайно трудно. [c.184] Успехи в развитии вычислительной техники и новые достижения в области гидродинамики вязких жидкостей приближают возможность получения подобных общих решений. Однако в настоящее время приходится довольствоваться решениями, область применения которых ограничена некоторьгаи упрощающими предположениями. Несмотря на эти ограничения, полученные результаты могут быть во многих случаях применены для вывода уравнений, описывающих процесс шприцевания. [c.184] Вследствие своеобразия и геометрической сложности течения при гидродинамическом анализе червячной шприцмашины необходимо прежде всего четко представить картину модельной системы и выбрать направление осей координат. [c.185] На рис. 4,9 представлена схема червячной шприцмашины с двухзаходным червяком. Хотя в основном в шприцмашинах применяются однозаходные червяки, уравнения, описывающие процесс шприцевания, выводятся в самой общей форме, применимой к червяку при любом числе заходов. [c.185] В большинстве случаев каналы многозаходного червяка можно рассматривать просто как отдельные каналы, работающие одновременно. [c.185] Нетрудно показать, что нет никакой разницы между тем, вращается ли червяк внутри неподвижного корпуса или, наоборот, корпус вращается относительно неподвижного червяка. Работа шприцмашины в обоих случаях протекает совершенно одинаково. По чисто конструктивным соображениям червячные шприцмашины обычно изготавливаются с вращающимся червяком. Однако для наглядности можно предположить, что корпус вращается относительно неподвижного червяка. При этом очевидно, что вдоль оси червяка перемещается в основном тот материал, который стремится вращаться вместе с корпусом, а не тот, который стремится прилипнуть к червяку. Поэтому во всех случаях, когда это упрощает понимание, мы будем считать корпус вращающимся. [c.185] На рис. 4,9 показано расположение неподвижной системы координат X, у, г и вспомогательной оси I. Положительное направление осей отмечено стрелками. Ось г направлена вдоль оси винтового канала червяка, ось I—вдоль оси червяка. [c.185] Окружную скорость корпуса 1) можно разложить на две взаимно перпендикулярные компоненты Иг и их, соответственно направленные вдоль и поперек канала червяка. Аналогично скорость жидкости в любой точке канала характеризуется соответствующей величиной взаимно перпендикулярных компонент и Ух- Существование скорости поперечного течения Vx и одновременное соблюдение условия неразрывности потока приводит к возникновению в канале течения жидкости в направлении оси у со скоростью Уу. Величина этой скорости особенно значительна у передней и задней стенок канала, у которых жидкость, текущая в поперечном направлении, изменяет направление течения. Так как слагающая скорости, параллельная оси у, возникает только вследствие изменения величины скорости поперечного течения влияние ее на производительность можно не учитывать. Поэтому в дальнейшем предполагается, что во всех случаях равна нулю. Из дальнейшего очевидно, что скорость поперечного течения не оказывает прямого влияния на величину объемной производительности червяка. Поэтому ошибка, вносимая в определение величины расхода в результате пренебрежения компонентной скорости Оу, будет невелика. [c.187] Поскольку роль поступательной скорости и поперечной скорости в процессе шприцевания весьма различна, при анализе удобнее рассматривать влияние этих компонент потока независимо друг от друга. Этим одновременно существенно упрощается математический аппарат. [c.187] Вернуться к основной статье