Linia SAT75 do wytłaczania reaktywnego i granulacji TPV/TPE
Linia SAT75 (L/D 56) do wytłaczania reaktywnego, przeznaczona do wulkanizacji dynamicznej TPV i kompaundowania TPE z wydajnością 250–500 kg/h, z wielopunktowym wtryskiem cieczy i systemem granulacji podwodnej UWP500.
Kontekst projektu
Projekt dotyczy linii do granulacji wykonanej na zamówienie dla producenta elastomerów termoplastycznych. Receptury klienta są złożone i obejmują zarówno konwencjonalne kompaundowanie TPE (elastomerów termoplastycznych), jak i proces wulkanizacji dynamicznej TPV (termoplastycznych wulkanizatów).
Ponieważ produkcja TPV obejmuje wulkanizację in situ i dyspersję fazy kauczukowej w fazie tworzywa przez ścinanie, stawia ona rygorystyczne wymagania wobec rozkładu czasu przebywania (RTD) w wytłaczarce, intensywności ścinania i okna regulacji temperatury. Ponadto proces wymaga dodania znacznej ilości oleju procesowego, a produkt końcowy ma niską twardość (materiał miękki). Zapewnienie jednorodnego wymieszania i zapobieganie zbrylaniu się granulatu były głównymi założeniami konstrukcyjnymi tego projektu.
Dlatego kontrola procesu w tym projekcie opiera się na współdziałaniu czterech kluczowych elementów: okna czasu przebywania (stosunek L/D i konfiguracja ślimaków) + strefowej regulacji temperatury + strefowego wtrysku i wchłaniania cieczy + metody granulacji i chłodzenia.
Wyzwania procesowe i rozwiązania inżynieryjne
Aby rozwiązać trzy główne problemy przetwórstwa elastomerów – „trudną reakcję”, „trudne podawanie” i „trudną granulację” – wdrożyliśmy następujące ukierunkowane rozwiązania konstrukcyjne:
| Główne wyzwanie procesowe | Rozwiązanie inżynieryjne | Wartość techniczna i efekt |
|---|---|---|
| Kontrola wulkanizacji dynamicznej: zbyt krótki czas reakcji prowadzi do niepełnej wulkanizacji, a nadmierne ścinanie powoduje niekontrolowany wzrost temperatury. | Konfiguracja L/D = 56 + strategia strefowej regulacji temperatury | • Zapewnia wystarczające okno czasu przebywania dla reakcji. • Sprzyja wulkanizacji in situ i drobnej dyspersji fazy kauczukowej. • Poprawia stabilność procesu i powtarzalność właściwości fizycznych. |
| Wysoka lepkość i obciążenie momentem: wysoka lepkość stopu elastomeru silnie obciąża maszynę główną, a tradycyjne silniki są głośne i mniej sprawne. | Chłodzony wodą silnik z magnesami trwałymi (PM) 250 kW + sprzęgło bezpieczeństwa R+W | • Utrzymuje wysoki moment obrotowy przy niskich prędkościach z wyższą efektywnością energetyczną. • Chłodzenie wodne zapobiega zasysaniu pyłu, co zapewnia czystsze otoczenie. • Sprzęgło zapewnia mechaniczne zabezpieczenie przed przeciążeniem, minimalizując ryzyko uszkodzenia urządzeń. |
| Wtrysk oleju i ryzyko poślizgu: jednorazowe wprowadzenie dużej ilości cieczy może powodować poślizg ślimaków i odchylenia od receptury. | Wielopunktowy układ wtrysku (otwory wtryskowe przewidziane w segmentach cylindra 2/3/6/7/8) | • Wtrysk strefowy zapobiega miejscowemu nadmiernemu smarowaniu. • Sprzyja stopniowemu wchłanianiu oleju przez polimer bazowy. • Stabilizuje ciśnienie wytłaczania i ogranicza odchylenia od receptury. |
| Zbrylanie miękkiego materiału: miękki granulat ma wysoki współczynnik tarcia, a tradycyjna granulacja żyłkowa powoduje zrywanie żyłek, sklejanie lub powstawanie „ogonków”. | System granulacji podwodnej UWP500 + płyta dyszowa o równomiernej temperaturze | • Cięcie i chłodzenie zachodzą jednocześnie, a przepływ wody natychmiast odbiera ciepło. • Znacznie ogranicza ryzyko zbrylania (sklejania) granulatu. • Granulki są bardziej okrągłe, a powtarzalność ich wymiarów łatwiej kontrolować. |
Konfiguracja systemu (typowa)
Aby zapewnić wysoką dostępność i powtarzalność linii produkcyjnej, w projekcie zastosowano następującą konfigurację o wysokim standardzie:
Układ wytłaczarki
Wytłaczarka dwuślimakowa SAT75, L/D 56, przekładnia o wysokim momencie obrotowym.
Układ napędowy
Chłodzony wodą silnik z magnesami trwałymi (PM) Keyuan 250 kW – cichy i energooszczędny.
System dozowania
Dozownik główny + dozownik boczny + wielokanałowe sterowanie wtryskiem cieczy (z precyzyjnymi przepływomierzami).
Systemy granulacji
Granulator podwodny UWP500 (z ogrzewaniem płyty dyszowej 12×0,6 kW, układem regulacji temperatury obiegu wody 15 kW i suszarką odśrodkową).
Logika sterowania
Sterowanie całą linią z blokadami, zintegrowane z logiką „uruchamiania jednym przyciskiem” i „zatrzymywania jednym przyciskiem”.
Film z realizacji
Podsumowanie projektu i efekty dostawy
Parametry eksploatacyjne
Stabilność procesu
Moment obrotowy silnika głównego i ciśnienie w głowicy pozostawały stabilne w docelowym zakresie wydajności klienta, a wahania mieściły się w kontrolowanych granicach.
Jakość granulatu
W porównaniu z tradycyjną granulacją z chłodzeniem żyłek okrągłość granulek jest lepsza, a problem sklejania się miękkiego materiału został skutecznie ograniczony.
Obsługa i konserwacja
Blokady i logika uruchamiania/zatrzymywania jednym przyciskiem ograniczają liczbę krytycznych czynności ręcznych, zmniejszając prawdopodobieństwo przestojów spowodowanych błędem człowieka.
Przegląd projektu
Projekt został pomyślnie zrealizowany. Wytłaczarka dwuślimakowa SAT75 wykazała doskonałą stabilność momentu obrotowego przy przetwarzaniu wysokolepkich receptur TPV. Konstrukcja L/D 56 zapewniła szersze okno procesowe i pozwoliła rozwiązać problemy „niepełnej reakcji i dużych wahań”, z którymi klient borykał się wcześniej na urządzeniach o małym stosunku L/D.
Zastosowanie systemu granulacji podwodnej UWP500 umożliwiło ciągłą i płynną produkcję materiałów TPE o niskiej twardości, które wcześniej były trudne w przetwarzaniu, co zwiększyło konkurencyjność rynkową produktu końcowego.
Zakres zastosowań
To rozwiązanie szczególnie dobrze sprawdza się przy przetwarzaniu wysokoelastycznych, kleistych materiałów TPV i TPE z dodatkiem oleju, które wymagają wytłaczania reaktywnego. W przypadku specjalnych receptur o wysokiej zawartości substancji lotnych lub układów silnie korozyjnych zapraszamy do kontaktu – ocenimy dobór materiałów konstrukcyjnych i możliwości optymalizacji odgazowania.
Uwaga: dane klienta zostały zanonimizowane zgodnie z umową o zachowaniu poufności (NDA).
Zapytaj o ofertę
Prosimy podać materiał, recepturę i docelową wydajność.
- 01Analiza procesu
- 02Rozmowa z inżynierem
- 03Propozycja linii
Souder Chen
Kierownik działu kompaundowania
W USEON od 2008 roku. Dwuślimakowe linie do kompaundowania, devolatylizacji i recyklingu.