Комбинации от мрежи за екструдерни филтриращи пакети: Как да подредите на слоеве мрежи 40/60/80/100 mesh за максимална ефективност на филтриране

Пакетът филтърни мрежи за екструдер представлява пакетна сглобка от три до пет диска от телена мрежа от неръждаема стомана — обикновено вариращи от 40 до 100 mesh, или номинални отвори от 150 до 425 μm — поставени между решетъчната плоча и главата на екструзионната линия за улавяне на замърсители от 20 до 500 μm, преди да достигнат до готовия продукт. Комбинирането на слоеве от груби и фини мрежи превръща единичния филтърен елемент в дълбочинен филтър, който улавя много повече замърсявания при малка част от спада на налягането, който би възникнал при използването на само една мрежа. Правилният пакет екструдерни мрежи също така защитава решетъчната плоча, изравнява потока на стопилката по повърхността на главата и дава на операторите предвидим работен сигнал — повишаване на обратното налягане — който им показва точно кога да сменят пакета.

Защо наслояването на пакета мрежи е важно

Единичен диск от 100 mesh с номинален размер 150 μm ще отстрани фините частици, но също така ще се задръсти в рамките на часове, тъй като всеки уловен замърсител попада върху една и съща равнина. Наслоеният пакет разпределя тези замърсявания върху няколко повърхности: грубите мрежи от страната на входящия поток първо улавят големите частици и влакна, междинните мрежи разпределят натоварването, а фината крайна мрежа извършва прецизното филтриране. Този ефект на дълбочинна филтрация е единствената причина за съществуването на наслояването на пакетите мрежи.

Икономическите ползи са значителни за приложенията за филтриране при екструзия на пластмаса . Първичната смола обикновено съдържа по-малко от 0,1% замърсявания, така че един обикновен дву- или трислоен пакет издържа дълго. За разлика от нея, рециклираната смола след употреба (PCR) обикновено пристига с 3–8% замърсявания от хартиени етикети, лепило, метал и деградирал полимер — натоварвания, които биха задръстили единична фина мрежа за по-малко от час. Наслояването върши три задачи едновременно: удължава времето между смените на мрежите, стабилизира налягането в главата, така че размерите на продукта да останат постоянни, и предпазва фината мрежа от скъсване под въздействието на пълната разлика в налягането. Пакет, който започва от 40 mesh и намалява до 100 mesh, може да задържи няколко пъти повече замърсявания в сравнение със самостоятелния най-фин слой, като същевременно поддържа нисък спада на налягането в чисто състояние.

Основи на броя на отворите (mesh)

Броят на отворите (mesh) е броят на отворите на линеен инч от тъкана телена мрежа. По-високият mesh означава повече телове на инч, по-малки отвори и по-фина филтрация — но също така и по-високо съпротивление на потока. Важно е да се прави разлика между номиналния отвор (размера на отвора) и микронажа (най-голямата частица, която надеждно ще премине), тъй като диаметърът на телта влияе и на двете. Съгласно ASTM E11 отворите на стандартните тестови сита са строго дефинирани; най-подходящите за екструзия отвори са показани по-долу.

Повечето комбинации от филтърни пакети са изградени около диапазона от 40–100 меша, тъй като той балансира ефективността на филтриране с приемлива загуба на налягане. При гъстота, по-фина от 120 меша, тъканите мрежи стават крехки и спадът на налягането нараства стръмно, което обикновено е моментът, в който преработвателите преминават към синтерована филтърна среда. Ако трябва да преобразувате микронната спецификация на клиент в брой меша, нашата таблица за преобразуване на брой меша в микронен рейтинг представя изчислението стъпка по стъпка. Стойностите за меш в тази статия се отнасят за отворите по ASTM E11 по-горе, освен ако не е посочено друго. Повечето стандартни пакети използват филтърни дискове от телена мрежа с полотняна сплитка, които предлагат най-добрия баланс между здравина, открита площ и цена за огромната част от екструзионните линии.

5 златни правила за подреждане на слоевете

1. Винаги ориентирайте от грубо към фино по посока на потока. Слоят с 40-mesh се поставя на входа (с лице към стопилката, навлизаща в решетъчната плоча), а най-финият слой се намира на изхода. Обръщането на реда превръща фината мрежа в уловител на замърсявания и обезсмисля целта на дълбочинната филтрация.
2. Поставете груб поддържащ слой след фината мрежа. Най-финият диск извършва филтрирането; грубият диск зад него предпазва фината мрежа от огъване и скъсване под въздействието на пълния спад на налягането. Типичен пакет 40/60/80/100 всъщност филтрира със слоя от 100-mesh и осигурява поддръжка с останалите.
3. Преминавайте постепенно — никога не прескачайте повече от една или две стъпки на мрежата. Преминаването директно от 40 mesh към 100 mesh принуждава финия слой да поеме цялото натоварване от замърсявания. Междинните слоеве (60, след това 80) разпределят замърсяванията и удължават интервала между смените.
4. Съобразете най-финия слой със спецификацията на продукта, а не с най-големия замърсител. Крайната мрежа определя какво достига до матрицата, така че тя трябва да бъде продиктувана от изискванията за качество на готовия продукт, а не от размера на частиците, които се опитвате да отстраните. Филтрирането по-фино от изискваното за продукта води до излишна загуба на налягане.
5. Определете размера на пакета според натоварването от замърсявания. Чистата първична смола (<0.1% замърсяване) рядко се нуждае от повече от три слоя. PCR и силно замърсеният рециклиран материал (3–8%) изискват четири или пет слоя, а понякога и предварителна филтрация преди екструдера.

Сравнение на слоевете: единичен срещу 3 срещу 4 срещу 5

Компромисът е ясен: повече слоеве означават по-дълги интервали между смените на цедките и по-висок капацитет за задържане на замърсявания, но също така и по-висок първоначален спад на налягането и по-висока цена на пакет. Имайте предвид, че и трите многослойни конфигурации осигуряват еднаква крайна степен на филтрация — около 150 μm — тъй като най-финият слой я определя. Това, което се променя, е колко дълго могат да поддържат тази степен под натоварване.

Как да изберете правилния брой слоеве

Започнете от нивото на замърсяване и вървете в обратна посока. Измерете или оценете общото количество замърсявания, влизащи в екструдера: първичен полимер с под 0,1% замърсяване може да работи с обикновен пакет 40/100 или 40/80/100 в продължение на часове с минимално повишаване на налягането. След като съдържанието на рециклиран материал се повиши в диапазона 3–8%, преминете към четири или пет слоя. Пакетът 40/60/80/100 е основната работна сила за PCR линиите, тъй като слоят от 40 mesh отстранява етикети и фрагменти от фолио, слоевете 60 и 80 абсорбират средната част от разпределението на размера на частиците, а слоят от 100 mesh пречиства стопилката до спецификацията.

Също така вземете предвид механичните ограничения на вашата машина. По-големите шнекове изтласкват повече стопилка през дадена повърхност, така че се нуждаят от по-голяма площ на цедката или по-груб пакет, за да се запази спадът на налягането в нормални граници. Ако отворът на вашата решетъчна плоча е нестандартен или вашите пакети цедки се нуждаят от специфична форма, за да прилепнат правилно, филтърни дискове от телена мрежа с персонализирана форма се произвеждат така, че да съответстват на точната геометрия на вашата плоча. За по-подробен преглед на оразмеряването на пакетите специално за линии за рециклиране — включително оценка на качеството на люспите и опции за предварително филтриране — вижте нашето ръководство за как да изберете цедки за екструдери за линии за рециклиране на пластмаса. Добро практическо правило: ако сменяте пакетите по-често от веднъж на всеки четири часа, добавете слой или използвайте по-груба мрежа от страната на подаване; ако спадът на налягането при стартиране вече е висок, отстранете фин слой или върнете стъпка назад в прогресията.

Интервали за смяна на цедките и мониторинг на обратното налягане

При непрекъсната екструзия типичните интервали за смяна на цедките варират от 4 до 12 часа в зависимост от нивото на замърсяване, крайната мрежа, производителността и конфигурацията на пакета. Пакетът се счита за изразходван, когато диференциалното налягане (ΔP) в целия филтърен възел се изкачи до работния праг — обикновено от 20 до 80 bar в зависимост от машината и полимера — или когато производителността спадне достатъчно, за да повлияе на качеството на продукта.

Дисциплината, която отличава надеждните линии от непредвидимите, е проследяването на скоростта на повишаване на налягането, а не просто на неговата абсолютна стойност. Записвайте ΔP на редовни интервали след всяка смяна на цедката. Чистият пакет може да започне при 5–10 bar и да се покачва стабилно; наклонът на тази крива предсказва кога пакетът ще достигне прага за смяна. Много преработватели сменят пакетите проактивно при фиксирано ΔP (например 40 bar), вместо да чакат загуба на производителност, тъй като работата близо до пределното налягане крие риск от пробиване на фината мрежа през нейния поддържащ слой или недозахранване на екструзионната глава, което води до отклонения в размерите. Автоматичните сменятели на цедки използват същата логика: те сменят пакета, когато ΔP премине зададената стойност, поддържайки непрекъсната работа на линията. Какъвто и да е вашият метод, никога не оставяйте пакета да работи до пробив — веднъж щом фината мрежа се скъса или бъде заобиколена, целият последващ продукт се замърсява.

Кога да се използва синтерована мрежа

Има ограничения за това, което пакетите от тъкана мрежа могат да направят. Под приблизително 150 μm тъканата тел става крехка, а спадът на налягането на финия тъкан пакет нараства стръмно при неговото натоварване. За непрекъсната филтрация при по-фини степени на филтрация, приложения с високо налягане или стопилки, съдържащи гелове, филтърни патрони от синтерована телена мрежа са по-добрият избор. Синтерованата филтърна среда свързва множество слоеве телена мрежа в твърда, високоякостна структура, която няма да се измести, нагъне или да допусне байпас под налягане, и може да поддържа степени на филтрация до няколко микрона, като същевременно издържа на многократни цикли на почистване.

Изберете синтерована мрежа, когато вашият процес изисква непрекъснато степени на филтрация под 150 μm, когато полимерът се преработва при много високи налягания, при които тъканият пакет би се деформирал, или когато честото обратно промиване или почистване е част от плана за поддръжка. По-високата първоначална цена на синтерованата филтърна среда обикновено се възвръща чрез много по-дълъг експлоатационен живот и липса на риск от разслояване. Много линии за рециклиране използват тъкан филтриращ пакет за груба защита и синтерован филтърен патрон по-нататък по линията за финално пречистване.

Отстраняване на неизправности при високо обратно налягане

Ако ΔP се покачва по-бързо от очакваното, преминете през тези причини по ред:

1. Пакетът е твърде фин за натоварването. Ако налягането скочи рязко веднага след смяна, крайната мрежа е по-фина, отколкото изисква смолата, или прогресията пропуска твърде много стъпки. Променете крайния слой към по-едър (напр. 80 вместо 100) или добавете междинна мрежа.
2. Подценено натоварване със замърсяване. PCR и регенератът варират от партида до партида. Ако 40/60/80/100 се задръсти за по-малко от два часа, натоварването е над 5–8%; добавете слой от 30 mesh нагоре по потока, преминете към пет слоя или инсталирайте предварителна филтрация преди екструдера.
3. Студен полимер при стартиране. Студеният пакет филтърни мрежи предизвиква пик на налягането, докато стопилката се загрее напълно. Подгрейте предварително решетъчната плоча и зоната на мрежата, преди да стартирате шнека.
4. Неправилно подравнени или неправилно поставени дискове. Пакет, който не ляга плътно към решетъчната плоча, създава байпасни пътища, през които замърсяванията преминават нефилтрирани. Уверете се, че дисковете съответстват на геометрията на плочата —филтърни дискове от телена мрежа с форма по поръчка елиминират празнините при нестандартни плочи.
5. Деградация на полимера. Дългото време на престой или прекомерната температура на стопилката разграждат смолата до гелове и нагар, които задръстват фината мрежа по-бързо от реалното замърсяване. Проверете скоростта на шнека, температурите на цилиндъра и честотата на прочистване.

Ако ΔP е високо, но постоянно и качеството на продукта е приемливо, пакетът е просто натоварен за приложението — решението е икономическо, а не механично: уедрете пакета или добавете слоеве, за да удължите интервала за смяна.

Често задавани въпроси

Коя е най-добрата комбинация от мрежи за първичен полимер? За чиста първична смола със замърсяване под 0,1%, трислоен пакет 40/60/100 или 40/80/100 обикновено е оптималният вариант. Той осигурява крайна степен на филтрация от 150 μm с умерен спад на налягането и дълги интервали между смените. Добавянето на четвърти фин слой рядко се изплаща при чиста суровина.

Колко често трябва да сменям пакета филтърни мрежи за екструдер? Типичните интервали са от 4 до 12 часа. Точната стойност зависи от натоварването от замърсяване, крайната мрежа, производителността и дълбочината на пакета. Следете ΔP спрямо базовата си стойност и извършвайте подмяна проактивно при зададен праг (20–80 bar в зависимост от системата), вместо да чакате спад в производителността или пробив.

Винаги ли пакетът 40/60/80/100 е по-добър от 60/80/100? Не винаги — по-доброто зависи от захранващия материал. Пакетът 40/60/80/100 задържа значително повече замърсявания и работи с по-дълги интервали, което го прави правилния избор за PCR и регенерат. При чист първичен материал допълнителният слой 40 mesh само увеличава пада на налягането и разходите, така че 60/80/100 обикновено е по-ефективният избор.

Защо обратното налягане се повишава толкова бързо, когато преработвам PCR? PCR обикновено съдържа 3–8% замърсявания в сравнение с под 0.1% при първичната смола. Това натоварване от фини частици, хартия и деградирал полимер бързо запушва фината мрежа. Преминете към четири или пет слоя, така че входящите мрежи да поемат по-голямата част от замърсяванията, и помислете за предварително филтриране, ако качеството на захранващия материал е нестабилно.

Мога ли да използвам един и същ пакет филтърни мрежи за всяка смола? Не. Вискозитетът на стопилката, пакетите с добавки и нивата на замърсяване се различават при различните материали. Пакет, който работи за високотечлив PP, може да задръсти линия за високовискозен PET в рамките на минути. Проверявайте отново окончателния mesh и брой слоеве всеки път, когато сменяте смолата, дизайна на шнека или източника на захранване.

Получете препоръка за пакет филтърни мрежи за Вашата линия

Изборът на пакет филтърни мрежи е балансиране между ефективността на филтриране, спада на налягането и честотата на смяна — и правилният отговор зависи от вашата конкретна машина и материал. Изпратете ни спецификациите на вашия екструдер: диаметър на шнека и L/D, смола и температура на стопилката, ниво на замърсяване на суровината, целева производителност и необходимия за вашия продукт микронен рейтинг. Нашите инженери ще препоръчат точния Екструдерна цедка конфигурация на пакета и да предоставим оферта за вашата линия, включително персонализирани диаметри и множество опции за сплитане.