Переробка поліетилену (стр. 3 из 7)
В зоні дозування матеріал попадає в головку екструдера з постійною швидкістю і постійним тиском. Зона дозування грає велику роль в екструдері, так як продуктивність екструдера залежить від зони дозування. В цій зоні шнек має постійну глибину нарізки, що знижує нерівномірність швидкості потоку розплава, виникаючі в інших зонах шнека.
В зоні дозування між торцом циліндра і головкою є дросельна решітка з набором сіток. Їх призначення – підвищити тиск в зоні дозування, який підсилює перемішуючу дію шнека.
Потік розплаву поступаючого з циліндра в головку екструдера під кутом 90˚.
Головка екструдера – це профіліруючий інструмент, надаючий необхідну форму видавлюємій струї полімеру. Від конструкції головки в значній мірі залежить точність поперечних розмірів екструдованого виробу і якості його поверхні. В порівнянні з цим призначенням конструкція головки повинна відповідати наступним вимогам:
– вона повинна способствувать формуванню поперечного розрізу потока, відповідного формі розрізу екструдованого виробу;
– геометричні розміри профіліруючої щілі і вугли виходу повинні забезпечити можливість роботи з максимальними значеннями продуктивності;
– конфігурація каналів повинна виключати зародження в них зон застою;
– головка повинна володіти достатнім опором, щоб на виході із шнека забезпечити протитиск, що сприяє якісне змішування і гомогенізацію полімера;
– конструкція профіліруючих органів повинна бути достатньо жорсткою, щоб при любих робочих тиск проточної частини залишався незмінним [15].
В головці розплав, омиваючи розсікач потоку, потрапляє в кільцеву щіль між мундштуком і дорном у вигляді тонкого плівкового рукава видавлюється догори.
Внутрішні канали головки мають обтікаючу форму, так як при любій затримці розплаву починається його розкладання, і в результаті на плівці утворюються дифекти.
Навколо щілі знаходяться установочні болти, за допомогою яких регулюють положення мундштука і дорна відносно одне одного для отримання рівномірної товщини плівки.
Розмір головки визначається вимагаємим розміром плівки, а діаметр кільцевої щілі дорівнює 1/3 ширини рукава плівки.
Головка обігрівається електричним нагрівачем.
Рукав роздувається за допомогою зжатого повітря, потрапляючого через отвір в дорні. При цьому відбувається зменшення товщини стінок рукава за рахунок розтягу плівки в поперечному напрямку. Ширина рукава регулюється шляхом зміни подачі повітря.
Для забезпечення швидкого і рівномірного охолодження рукава у виході його з головки є охолоджуюче кільце, в яке рівномірно подається повітря. Потік повітря розбивається таким чином, щоб забезпечити рівномірнуподачу повітря по всьому кольцу без місцевих потоків.
Швидкість відвода полотна (після тягучих валків) регулюється так, щоб зменшивши заданий діаметр рукава отримати плівку, останні показники якої відповідали б якісній продукції.
Складений плівковий рукав подається на намотуючий пристрій, де змотується в рулон.
Плівка транспортується всіма видами транспорту з дотриманням
правил перевезення вантажів, діючих на відповідному виді транспорту.
При транспортуванні, завантаженню і вивантаженню плівки вжиті заходи, що забезпечують її збереження від пошкодження, зволоження і забруднення [21].
Плівка повинна зберігатися в сухих критих складських приміщеннях у виготівника і споживача при температурі не нижче плюс 5 °С і відносної вогкості 80%, на відстані не менше 1 м від нагрівальних приладів з оберіганням від попадання прямого сонячного проміння, з повітряним середовищем, вільним від активної хімічної пари.
Рулони плівки на складі готової продукції складують в горизонтальному положенні заввишки не більш 6 рядів, бобіни – у вертикальному положенні заввишки до 1,5 м [18].
4. Матеріальні розрахунки
Мета матерільних розрахунків – визначення потреби у вихідній сировині для зебезпечення програми об’єкта, що проектується.
На дільниці, що проектується випускається плівка за наступними 5-ти товщинами:
| δ, мм | П, т/рік | Нр, кг/1000м2 |
| 0,02 | 1500 | 19,0 |
| 0,015 | 1700 | 14,3 |
| 0,045 | 1200 | 41,8 |
| 0,1 | 1100 | 92,8 |
| 0,15 | 1000 | 139,1 |
| Всього | 6500 |
Витратні норми сировини на плівку Нр, кг/1000м2 беру із методичних вказівок по нормуванню витрати синтетичних смол і пластичних мас при їх переробці [15].
Маса 1000м2 плівки, (ρпе=920 кг/м3):
0,05 мм: 1000*1*1*0,05*10-3*920=46 кг
0,06 мм: 1000*1*1*0,06*10-3*920=55,6 кг
0,03 мм: 1000*1*1*0,03*10-3*920=27,6 кг
0,015 мм: 1000*1*1*0,015*10-3*920=13,8 кг
0,02 мм: 1000*1*1*0,02*10-3*920=18,4 кг
Витратний коефіцієнт визначаю за формулою:
Кр = Нр/g0 (4.1)
де, Нр – витратні норми сировини на плівку, кг/1000м2;
g0 – маса 1000м2 плівки, кг.
Кр1 = 19,0/18,4 = 1,033
Кр2 = 14,3/13,8 = 1,036
Кр3 = 41,8/41,4 = 1,009
Кр4 = 92,8/92 = 1,009
Кр5 = 139,1/138 = 1,008
Потреба сировини (Н) складае:
Н = П*Кр (4.2)
де, П – продуктивність, т/рік;
Кр – витратний коефіцієнт.
Н1=1500*1,033=1549,5 т/рік
Н2=1700*1,036=1761,2 т/рік
Н3=1200*1,009=1210,8 т/рік
Н4=1100*1,009=1109,9 т/рік
Н5=1000*1,008=1008 т/рік
ΣН = 6639,4 т/рік
5. Технологічні розрахунки
Метою технологічних розрахунків є визначення кількості основного і допоміжного устаткування цеху для виконання заданої виробничої програми.
Приймаю, що ділянка по виробництву плівки буде працювати по неперервному графіку із зупинками на свята і у 3 зміни.
Розрахунок річного ефективного фонду часу роботи обладнання [15]:
, [10] (5.1) 
– режимний фонд часу, год; 
– простій на ремонт обладнання, год; 
– технологічний простій, год; 
(5.2) 
– простій на вихідні та свята; 
– час роботи обладнання на добу, 24 год;Об’єкт працює 7 днів на тиждень, зміна 8 годин, 10 свят в рік 52 неділі.
= (365–10)*24 = 8520 годин; 
= 0,053*8520 = 451 годин; 
= 0,063*8520 = 537 годин; 
= 8520 – 451 – 537 = 7532 годин.Розрахунок кількості обладнання [22]:
Приймаю агрегат: УРП-1500–3.
Приймаю швидкість відводу рукава:
(заводські дані)
δ 1=0,02 υ1=24 м/хв
δ 2=0,015 υ2=32 м/хв
δ 3=0,045 υ3=11 м/хв
δ 4=0,1 υ4=10 м/хв
δ 5=0,15 υ5=6 м/хв
Розрахунок фактичної продуктивності устаткування [16]:
Qф=60*Н*δ*10-3*ρ*υ
де, Н – ширина плівки, м;
δ – товщина плівки, мм;
ρ – густина матеріалу, кг/м3
υ – швидкість відводу рукава, м/хв.
Qф1 = 60*3*0,02*10-3*920*24 = 79,49 кг/год
Qф2 = 60*3*0,015*10-3*920*32 = 79,49 кг/год
Qф3 = 60*3*0,045*10-3*920*11= 81,97 кг/год
Qф4 = 60*3*0,1*10-3*920*10 = 165,6 кг/год
Qф5 = 60*3*0,15*10-3*920*6 = 149,04 кг/год
Розрахунок кількості обладнання:
де, П – продуктивність, т/рік;
Теф – ефективний фонд часу роботи обладнання, час;
Qф – ефективна продуктивність устаткування, кг/год.
К1 =
= 2,5К2=
= 2,84К3=
= 1,94К4=
0,88К5=
0,89 
9,05Приймаю до установки 10 агрегатів.
Розрахунок частоти обертання шнека екструдера:
Головним робочим елементом екструдера є шнек, від якого залежить продуктивність екструдера і якість готового виробу. Назначення шнеку:
– захоплює поліетилен в зоні завантаження, неперервно перемішує його вздовж циліндра від зони завантаження до екструзійної головки;
– інтенсивно перемішуе матеріал по мірі його проходження, створюючи тертя частинок матеріала одна об одну і об стінки циліндру, в результаті чого виділяється тепло необхідне для повного перетворення твердого поліетилену в розплав;
– пластикує, зжимає та гомогенізує матеріал, що допомагає виділенню з нього повітряних і газових пухирів іутворенню розплава;
– створює тиск в циліндрі перед екструзійною головкою, необхідний для згущення і видавлювання розплава через формуючу щіль.
Шнек типу: ЧП 90*20
де, n – частота обертання шнека екструдера, об/хв;
Qф – фактична продуктивність шнека екструдера, см3/с;