Гранулы полимера захватываются вращающимся шнеком диаметром 45 мм и перемещаются вдоль оси материального цилиндра по винтовому каналу шнека. В процессе перемещения вдоль цилиндра полиэтилен разогревается за счет трения, а также за счет подвода тепла от обогревателей экструдера.

В загрузочной зоне цилиндра экструдера установлена нарезная втулка, которая обеспечивает лучший захват гранул полимера шнеком.

Зона загрузки экструдера охлаждается водой для того, чтобы не допустить преждевременного плавления полимера и засорения им загрузочного отверстия.

Шнек сжимает, перемешивает и выдавливает расплав через решетник с пакетом фильтрующих сеток. Сетки предотвращают попадание крупных загрязнений и непроплавов в пленку. Пакет фильтрующих сеток заменяется при возрастании давления расплава перед фильтром до 300ч320 бар. Для осуществления замены необходима полная остановка экструдера.

Следует учитывать, что процесс продвижения материала вдоль цилиндра сопровождается выделением тепла за счет механической работы, поэтому возможен перегрев расплава по сравнению с заданием.

Формование рукавной заготовки происходит в рукавной головке (9), в которую поток расплава полимера поступает из экструдера и затем выдавливается из кольцевого оформляющего зазора. С этой целью используют угловые прямоточные головки с диаметром кольцевого зазора 100, 150 или 200 мм. Для калибровки щелевого зазора и регулирования толщины пленки предусмотрены специальные центрующие болты. Головка, как правило, конструктивно тяжела в разборке, поэтому для чистки экструзионной щели используют специальный скребок, изготовленный из алюминия, латуни или титана. При невозможности очистки головки с помощью скребка для увеличения зазора в зоне загрязнения и улучшения доступа к щели подвижное наружное кольцо сдвигают в сторону.

Головка разделена на независимые зоны обогрева, которые нагреваются с помощью электронагревателей. Подвод расплава внутрь головки осуществляется посредством центрального канала и радиальной распределительной системы к заходам канавок спирального распределителя. Потоки расплава текут одновременно по спиральной траектории и через гребень спирали, благодаря чему смежные потоки накладываются друг на друга, предотвращая образование спаек. Итоговый кольцевой поток выходит наружу вверх по зазору между наружным и дроновым фильерными кольцами.

Раздув заготовки и образование пузыря. Выходящая из кольцевой экструзионной головки исходная рукавная заготовка непрерывно формируется (раздувается) в рукавную пленку за счет избыточного давления воздуха, находящегося в замкнутой полости рукава, образованной сомкнутыми валками тянущего устройства. Воздух в полость исходной рукавной заготовки подается через центральное отверстие дорна экструзионной головки на стадии запуска технологического процесса при «заправке» рукава между валками тянущего устройства. Объем воздуха в полости рукава в течение реализации технологического процесса остается постоянным.

Выходящий из щелевого зазора расплав оформляют в виде пузыря, зажав верхнюю часть и завязав ее шнуром, который пропускают через приемные валы.

Охлаждение принимаемого вверх пузыря и его складывание в двухслойное полотно.

Для вытяжки рукава из зоны его формования используется механизм вытяжки (10), состоящий из двух валков, один из которых стальной, а второй, прижимной, имеет обрезиненную поверхность. Стальной валок устанавливается стационарно и вращается от электропривода. Скорость вращения регулируется бесступенчато с помощью частотного преобразователя. Обрезиненный валок прижимается к стальному валку с помощью пары пневмоцилиндров.

Поднимающееся вверх тепло от остывающего рукава затрудняет его охлаждение и переход полимера в твердое состояние. Для предотвращения слипания пленки в двухслойном полотне в зазоре между тянущими валками отводящего устройства она должна быть охлаждена до температуры на 25ч 30.°С ниже температуры размягчения перерабатываемого полимера.

Для охлаждения пленочного рукава над поверхностью головки установлено обдувочное кольцо. Подача воздуха осуществляется путем его забора вентилятором воздуходувки, нагнетания в ресивер, а из него по специальным шлангам - в обдувочное кольцо, положение которого можно регулировать по горизонтали. Внутри кольца имеется лабиринт для выравнивания потоков воздуха на выходе. Выход воздуха из кольца осуществляется через 2ч3 щели - одна у самого выходной щели расплава, вторая - большего радиуса и закрыта наклонным пробивным ситом. Воздух, выходящий у начала рукава, может раскачивать и заполаскивать пленку, поэтому его расход внимательно контролируют, либо, уменьшая общее количество поступающего на охлаждение воздуха с помощью шибера у всоса воздуходувки, либо перераспределяя поток таким образом, чтобы большая его часть выходила через большую выходную щель. Второй способ более эффективен для рукавов большой ширины.

Для предотвращения самопроизвольных колебательных движений пузыря в касательном направлении применяют стабилизаторы различной конструкции, в том числе и охлаждающие в виде бандажей, концентричных геометрической оси формующего зазора головки.

Управление работой линии осуществляется специальным автоматическим пультом контроля управления, смонтированным в электрошкафу.

Для эксплуатации и обслуживания оборудования, проведения монтажных, пуско-наладочных и ремонтных работ линия оснащена специальной эстакадой. Для обеспечения производства и намотки рукавной пленки в полотно использован приводной механизм намотки.

Окончательная обработка рукава. Наполненный воздухом рукав медленно по направляющим пластинам поднимают вверх в зазор между приемными валками. Отвердевшую часть рукава обрабатывают коронным разрядом (11) для увеличения адгезии к красителям, отрезают на специальном устройстве (12). Из тянущего устройства через систему отклоняющих валков рукавная пленка попадает на намоточное устройство (13), где наматывается на бобины в рулоны. Для предотвращения смещения торца рукава в процессе вытяжки используется устройство, обеспечивающее фиксацию рукава по вертикали. При намотке шпуля, надетая на внутренний стальной вал, катится по поверхности гуммированного приводного валка. Переход со шпули на шпулю осуществляют поперечной резкой ножом и перезаправкой конца пленки. намотка должна осуществляться при температуре не выше 60°С, так как в противном случае пленка может подвергаться деформации.

Для обеспечения соответствия готовой продукции требованиям ГОСТ и ТУ выпускаемая пленка подвергается испытаниям в лаборатории ОТК.

Возвратные отходы, такие, как обрезки рукава, брак измельчаются и добавляются к исходному сырью в количестве не более 5%, что допустимо для пленок толще 80 мкм, согласно ГОСТ 10354-82. При этом качество пленки должно отвечать всем требованиям НТД. Критерием для этого является внешний вид и физико-механические свойства пленки.

В целом, производство рукавной полиэтиленовой пленки методом экструзии с последующим раздувом может считаться малоотходным производством.

Готовые рулоны взвешивают, снабжают этикеткой, ставят на поддон и заворачивают в стрейч-пленку по всему периметру.

Смещение пленки по торцу рулона допускается в пределах допуска на ширину. Каждый рулон должен иметь этикетку установленного образца, в которой указывается наименование или товарный знак предприятия-изготовителя, наименование продукции, номер партии, дату изготовления, массу нетто, обозначение ГОСТ указанием марки пленки, фамилии или номера упаковщика, штамп ОТК.

Пленку складируют и хранят в крытых помещениях, исключающих попадание прямых солнечных лучей, в горизонтальном положении, на расстоянии не менее 1 м от нагревательных приборов при температуре +5 +40°С. Допускается хранение пленки в неотапливаемом складском помещении при температуре до минус 30°С не более 1 месяца.

Транспортируют пленку любым видом транспорта в крытых средствах в соответствии с правилами перевозки грузов, действующих на данном виде транспорта. Гарантийный срок хранения пленки марки М без добавок -10 лет, с добавками -1 год со дня изготовления.

Подготовка экструдера к запуску

В период подготовки машины к пуску необходимо:

· Произвести калибровку щелевого зазора головки, очистить его от нагара и протереть торец головки фильерной пастой;

· заготовить и установить на намотку шпули;

· проверить измерительный инструмент, наличие и маркировку сырья, соответствие температурного режима заданию по всем зонам обогрева;

· подготовить и загрузить в бункер экструдера соответствующее сырье.

После длительного периода простоя экструдера пуск необходимо производить осторожно, начиная с небольших оборотов привода и снижая обороты по мере уменьшения нагрузки на приводе, так как в противном случае чрезмерные нагрузки на электропривод и головку могут привести к преждевременному их выходу из строя. При пуске выход на режим отслеживается по давлению расплава перед фильтром.

Перед началом переработки машина необходима её выдержка с включенными обогревателями и охлаждением загрузочной зоны на протяжении не менее 2 часов для установки стабильного теплового режима, необходимого для переработки.

2.5 Контроль производства и управление технологическим процессом

Таблица 2.7 - контроль технологических параметров

Предъявляемые к готовой продукции требования приведены в таблице 2.1. В процессе получения пленки из-за нарушения различных технологических режимов и использования недоброкачественного сырья возможно возникновение брака. Виды брака, предполагаемые его причины и способы устранения приведены в таблице 2.8.

Таблица 2.8 - Виды брака при производстве рукавной пленки

Материальный баланс на единицу выпускаемой продукции изображен на схеме:

В процессе переработки могут наблюдаться следующие потери:

· потери при приеме сырья, хранении, транспортировании и растаривании сырья;

· потери в виде летучих продуктов при экструзии, сушке и в виде пыли при резке;

· частично оплавленное сырье при чистке фильтров, шнека, экструзионной головки, а также затвердевшие куски массы, вытекающие из материального цилиндра и уплотнений. Включаются также отходы, образующиеся при наладке и запуске оборудования, выходе оборудования на заданные технологические режимы, переходе с одного размера пленки на другой, при отборе контрольных образцов в установленном порядке, некондиционная пленка при внезапных остановках;

· потери на анализ сырья и готовой продукции.

Все потери сведены в таблицу 2.9.

Таблица 2.9 - Материальный баланс

Значения коэффициентов m₀, E, nдля разных скоростей сдвига для ПЭВД можно найти в таблице 3.1 [7]

Отсюда, подставив ранее полученные значения в формулу 3.1, мы можем рассчитать производительность экструдера.

Рассчитанные последовательно значения производительности экструдера для давлений в 10, 20,30 и 50 мПа и частот вращения шнека в 0,15, 0,35, 0,50, 0,75, 1 и 1,5 с^-1 сведены в таблицу 3.2

Таблица 3.2 - Производительность экструдера при различном давлении и скорости вращения шнека