Зачем нужен дозатор для ТПА или экструдера?

Современный пластик – это композиция нескольких компонентов, которая гомогонизируется в термопластавтомате (ТПА) или экструдере. Кроме непосредственно полимера в состав могут входить наполнители, которые относительно дёшевы, и специальные добавки: красители, антипирены, антистатики, цена которых может быть весьма значительной. Указанные вещества определяют товарный вид и потребительские свойства полимерной продукции. Для обеспечения заявленных характеристик и рентабельности изделий содержание компонентов строго регламентируется и должно соблюдаться в чётко установленных пределах. Требования к точности содержания добавок различны. Если для наполнителя отклонения могут иметь допуск до нескольких процентов, то, например, для некоторых концентрированных красителей это требование в десятки раз строже.

При организации производства возникает дилемма: готовить смеси вручную или механизировано.

Опытный работник при должном оснащении рабочего места способен соблюсти регламент посредством обыкновенного взвешивания. Но ключевыми вопросами являются стабильность и производительность на всём протяжении процесса. Если в начале смены производительность, качество смешивания и подачи смеси в исполнении опытного рабочего и механического устройства ещё можно как-то сопоставить, то ближе к завершению рабочего дня человеческий фактор: усталость, внешние раздражители – уже критично влияют на качество работы.

Стабильную точность смешивания в сочетании с высокой производительностью способны гарантировать только специальные устройства – дозаторы добавок.

В современном производстве можно выделить две типа этих устройств по принципу действия:

- весовой дозатор;

- объёмный дозатор;

Объёмный дозатор осуществляет подачу заданных объёмов материала. Поэтому ключевым вопросом при эксплуатации является обеспечение постоянства насыпной плотности и своевременная калибровка. В итоге возможная точность дозирования имеет порядок 10^-1%. Главные преимущества: высокая производительность и относительно низкая цена.

По характеру действия – поточные, порционные – наиболее востребованы шнековые дозаторы непрерывного действия. Преимуществами являются простата конструкции и высокая ремонтопригодность. Недостатки: высокая степень влияния качества изготовления шнека на точность дозирования.

Весовой дозатор осуществляет подачу по заданной массе компонента. Подача дозируемого материала осуществляется по сигналу датчика взвешивания. В результате точность этих устройств определятся классом установленных измерителей массы, и может иметь значение 10^-2 - 10^-3%. Точность взвешивания – главное преимущество аппаратов этого типа, в связи с чем дозаторы красителя полимерной гранулы, как правило, относятся к этой группе.

Кроме точной концентрации критическое значение имеет равномерное распределение добавок по всему объёму материала. Для равномерного перемешивания каждая частица компонента должна пройти по достаточно сложной траектории. Поэтому вероятность непромесов при ручном исполнении крайне велика.

Аппаратное исполнение этого процесса представлено двумя типами оборудования:

• статическое смешивание;

В статических смесителях перемешивание осуществляется в процессе обтекания частицами неподвижных препятствий. Устройство представляет собой трубопровод, внутреннее пространство которого оснащено перемычками-завихрителями. Конструкция обеспечивает непрерывность процесса и практически исключает образование застойных зон.

• динамическое смешивание.

При динамическом смешивании частицы перемешиваемого материала смещаются относительно друг друга под воздействием внешнего побудителя. Классический пример – миксер – вращение лопастей приводит частицы материала в движение. Динамические смесители в большинстве случаев являются аппаратами периодического действия. Особого внимания требует вопрос образования «мёртвых зон».