Непрерывное смешение предусматривает непрерывную подачу ингредиентов и непрерывный отбор готовой смеси. Для этих цепей лучше подходит червячное оборудование.
Червячные машины являются машинами непрерывного действия, отличаются высокой эффективностью работы, универсальны по назначению и поэтому относятся к числу основных машин резинового производства. Они предназначены для получения из резиновых смесей заготовок различного профиля и любой длины, для гранулирования каучуков и резиновых смесей, для пластикации натурального каучука, отжатия влаги из каучука и регенерата, для обкладки кабелей, шлангов и рукавов резиновой смесью.
Червячные машины специальной конструкции используются в качестве резиносмесителей непрерывного действия, служат узлами пластикации и впрыска в червячно-плунжерных литьевых машинах. С помощью червячных машин реализуется процесс шприцевания резиновых смесей, заключающийся в непрерывном продавливании разогретого пластичного материала через профильное отверстие инструмента, размещаемого в головке червячной машины. В результате этого продавливания формуется заготовка, поперечное сечение которой соответствует геометрической форме отверстия. Таким методом получают заготовки протекторов, камер, прокладок, шнуров, шлангов и т. д.
В промышленности пластических масс подобный метод широко применяется для получения готовых изделий и известен под названием экструзия. По этой причине червячные машины для переработки термопластичных материалов называют экструдерами. В резиновом производстве червячные машины называют также шприц-машинами, шнековыми машинами, червячными прессами.
Промышленности смесители непрерывного действия (РСНД) относятся к одно- или двухчервячным или роторно-червячным аппаратам.
В отличие от формующих червячных машин в червячном смесителе изменена геометрия внутренней поверхности корпуса. Там либо устанавливается 3 ряда зубьев, между которыми червяк совершает возвратно-поступательное движение, либо внутренняя поверхность имеет нарезку, противоположную нарезке червяка, когда выступы корпуса попадают во впадины червяка, и наоборот.
Чаще смесители непрерывного действия используются либо как дорабатывающее оборудование после первой стадии (в схеме гранулирования маточной смеси), либо как смеситель на второй стадии. В этом случае он оснащается валковой или гранулирующей головками для получения готовых резиновых смесей в виде ленты или гранул.
Резиновая смесь или другой исходный материал, подлежащий переработке на червячной машине, может иметь форму полосы, кусков, гранул. Резиновая смесь в большинстве случаев подается в виде ленты, срезаемой с валков вальцев (при теплом питании) или закатанной в рулон (при холодном питании).
Материал загружается в воронку, попадает на поверхность вращающегося червяка и его нарезкой увлекается в цилиндр. При этом происходит уплотнение и непрерывное деформирование материала, сопровождаемое перемещением его вдоль цилиндра от загрузочной воронки к головке. Головка и размещенный в ней профилирующий инструмент оказывают сопротивление осевому движению материала, вследствие чего и в самой головке и в цилиндре машины создается значительное давление, оказывающее влияние на работу червячной машины.
Перерабатываемый материал последовательно проходит через четыре рабочих зоны машины: загрузочную зону, зону пластикации, выдавливающую (или дозирующую) зону и зону формования (или зону головки).
В загрузочной зоне червяк выполняет транспортирующую функцию и его задачей является непрерывное перемещение материала из воронки по направлению к головке.
В пластицирующей зоне за счет контакта с нагретой поверхностью цилиндра и за счет превращения механической энергии в тепловую осуществляется нагревание материала и его пластикация, перемешивание и гомогенизация.
Винтовая нарезка червяка обеспечивает и деформирование материала и его непрерывное перемещение вдоль цилиндра от воронки к головке.
В дозирующей зоне червяк служит элементом винтового насоса; здесь материал дополнительно гомогенизируется и находится в пластичном и вязкотекучем состоянии.
В четвертой зоне – зоне формования материал формуется в заготовку того или иного профиля.
Решающим фактором для перемещения материала в червячной машине является его взаимодействие с поверхностью червяка и цилиндра.
По технологическому назначению червячные машины классифицируются на:
1) формующие или профилирующие, которые обычно и называют шприц-машинами;
2) пластицирующие (пластикаторы) — для пластикации натурального каучука;
3) стрейнирующие червячные машины (стрейнеры) — для очистки резиновых смесей от посторонних включений;
4) гранулирующие червячные машины (грануляторы) — для грануляции каучуков и резиновых смесей;
5) обкладочные червячные машины — для обкладки кабелей, рукавов резиновой смесью;
6) смесительные червячные машины — для дополнительной обработки резиновых смесей после резиносмесителей.
Червяки. Технологическое назначение червячной машины определяется конструкцией червяка. Червяк является основным рабочим органом, главной деталью червячной машины.
Обычно червяк состоит из двух неразъемных частей: нарезной части и хвостовика. Нарезная часть входит в цилиндр машины и является функциональным органом, хвостовик служит для соединения червяка с приводом машины.
По числу заходов нарезки червяки подразделяются на однозаходные, двухзаходные и комбинированные — однозаходные в зоне воронки и двухзаходные в питательной зоне. Двухзаходная нарезка обеспечивает более равномерную подачу перерабатываемого материала в головку, чем однозаходная нарезка. Червяки изготавливаются с постоянным по длине шагом нарезки и с переменным.
