Granulator uniwersalny wolnostojący

Kontrolowana długość granulki

W granulacji żyłkowej długość otrzymywanego granulatu zależy od trzech powiązanych parametrów: prędkości liniowej żyłek, prędkości obrotowej zespołu tnącego oraz liczby ostrzy. Zmiana jednego z tych parametrów wpływa na częstotliwość cięcia przemieszczającego się materiału.

W granulatorze SiTech3D transport żyłek oraz obrót frezu realizowane są przez dwa niezależnie sterowane napędy. Napęd podawania o mocy 0,55 kW odpowiada za transport materiału, natomiast zespół tnący napędzany jest silnikiem o mocy 2,2 kW. Pozwala to niezależnie regulować prędkość liniową żyłek i częstotliwość cięcia.

Dwa tryby sterowania procesem cięcia

W trybie ręcznym operator niezależnie ustawia prędkość transportu żyłek oraz prędkość obrotową frezu. Rozwiązanie to jest szczególnie przydatne podczas uruchamiania procesu, badań nad nowym materiałem oraz doboru parametrów granulacji.

W trybie automatycznym operator zadaje wymaganą długość granulki, a sterownik PLC dobiera prędkość obrotową zespołu tnącego do prędkości liniowej materiału. Jeżeli prędkość transportu zostanie zmieniona, sterownik odpowiednio koryguje prędkość frezu, aby – w granicach dostępnego zakresu pracy i konfiguracji ostrzy – utrzymywać zadaną długość granulki.

Dzięki temu długość granulatu może być kontrolowanym parametrem procesu, a nie wyłącznie rezultatem ręcznego dopasowywania prędkości podawania i cięcia.

Regulowany układ tnący

Powtarzalna granulacja wymaga nie tylko odpowiedniej prędkości frezu, ale również właściwego ustawienia geometrii cięcia. W granulatorze SiTech3D szczelina układu tnącego jest regulowana za pomocą śrub regulacyjnych. Po ustawieniu wymaganego położenia mechanizm jest blokowany, co pozwala zachować ustaloną geometrię podczas pracy.

Frez wykonany jest ze stali przeznaczonej do cięcia tworzyw sztucznych. Zastosowano standardową i łatwo wymienną konstrukcję – frez ustalany jest na wpustach i mocowany jedną śrubą. Ułatwia to jego wymianę, kontrolę i obsługę podczas częstych zmian procesu laboratoryjnego.

W zależności od konfiguracji frez może posiadać od 2 do 12 ostrzy. Liczba ostrzy, prędkość obrotowa i prędkość liniowa żyłek wspólnie określają dostępny zakres długości cięcia. Maksymalne wartości poszczególnych parametrów nie muszą występować jednocześnie w każdej konfiguracji procesu.

Stabilne prowadzenie do czterech żyłek

Granulator jest przystosowany do jednoczesnego prowadzenia do czterech żyłek. Stabilność ich transportu przed strefą cięcia ma bezpośredni wpływ na powtarzalność otrzymywanego granulatu, dlatego układ podawania posiada własny, niezależnie regulowany napęd.

Żyłki transportowane są pomiędzy rolką stalową a rolką dociskową. W zależności od rodzaju materiału i wymagań procesu rolka dociskowa może być wykonana ze stali albo materiału elastycznego, np. poliuretanu. Pozwala to dostosować sposób kontaktu z żyłką do jej twardości, temperatury, powierzchni oraz podatności na odkształcenie.

Ma to szczególne znaczenie przy materiałach miękkich i elastycznych, gdzie niewłaściwie dobrany docisk może powodować zmianę geometrii żyłki przed jej przecięciem.

Docisk mechaniczny lub pneumatyczny

Układ rolek może być wykonany z dociskiem mechanicznym albo pneumatycznym. Pozwala to dostosować konstrukcję podawania do charakteru stanowiska oraz rodzaju prowadzonych badań.

Wersja mechaniczna zapewnia prostą i bezpośrednią regulację docisku. Wersja pneumatyczna ułatwia obsługę i zmianę warunków prowadzenia materiału w stanowiskach wymagających częstszej rekonfiguracji.

Jakość granulatu zaczyna się przed granulatorem

Powtarzalność długości i geometrii granulatu zależy nie tylko od pracy zespołu tnącego. Istotny jest również stan materiału doprowadzanego do urządzenia: średnica żyłki, jej temperatura, sztywność, stan powierzchni oraz stabilność prowadzenia.

Granulator przeznaczony jest do cięcia wcześniej uformowanych i odpowiednio schłodzonych żyłek. W przypadku chłodzenia wodnego materiał powinien być przed granulacją ustabilizowany i pozbawiony nadmiaru wody powierzchniowej. Przy chłodzeniu powietrzem ważne jest uzyskanie temperatury i sztywności umożliwiającej stabilny transport oraz czyste cięcie.

Dlatego w kompletnej linii granulacyjnej wytłaczarka, głowica, układ chłodzenia, prowadzenie żyłek i granulator powinny być traktowane jako kolejne elementy jednego procesu technologicznego.

Szybki dostęp do wszystkich mechanizmów

W laboratorium częste zmiany tworzywa, koloru lub formulacji wymagają regularnego czyszczenia urządzenia oraz kontroli zespołu podającego i tnącego. Konstrukcja granulatora została zaprojektowana tak, aby ograniczyć czas potrzebny na dostęp do strefy roboczej.

Komora granulatora otwierana jest przyciskiem, bez użycia narzędzi. Po bezpiecznym odblokowaniu i otwarciu obudowy operator uzyskuje dostęp do wszystkich podstawowych mechanizmów urządzenia.

• czyszczenie po zmianie materiału lub koloru,
• kontrola frezu i elementów współpracujących,
• regulacja szczeliny układu tnącego,
• wymiana frezu,
• obsługa rolek podających i układu docisku,
• kontrola mechanizmów przed kolejnym procesem.

Łatwy dostęp do wnętrza ma szczególne znaczenie w pracy badawczej, gdzie jedno urządzenie może w krótkich odstępach czasu pracować z wieloma różnymi materiałami.

Bezpieczeństwo obsługi

Komora robocza wyposażona jest w elektryczny zamek bezpieczeństwa współpracujący z systemem bezpieczeństwa maszyny. Dostęp do strefy elementów wirujących jest kontrolowany, a otwarcie komory możliwe jest po spełnieniu warunków bezpiecznego dostępu.

Rozwiązanie pozwala połączyć dwa ważne wymagania stanowiska laboratoryjnego: ochronę operatora podczas pracy urządzenia oraz szybki dostęp do mechanizmów podczas czyszczenia, regulacji i obsługi.

System bezpieczeństwa wykonywany jest zgodnie z odpowiednimi wymaganiami dotyczącymi bezpieczeństwa maszyn.

PLC, HMI i integracja z linią wytłaczarską

Granulator wyposażony jest w sterownik PLC, dotykowy panel HMI oraz dwa falowniki. Operator może z jednego miejsca sterować transportem żyłek, zespołem tnącym oraz parametrami związanymi z długością granulatu.

Urządzenie może pracować całkowicie autonomicznie albo zostać zintegrowane ze wspólnym systemem sterowania kompletnej linii wytłaczarskiej. W konfiguracji zintegrowanej parametry granulatora mogą być zadawane i odczytywane również z poziomu sterowania linii.

Ma to szczególne znaczenie przy zmianie wydajności wytłaczarki lub prędkości prowadzenia żyłek. Granulator może wtedy funkcjonować jako kontrolowany element całego układu downstream, a nie jako niezależna maszyna pracująca poza logiką procesu.

Urządzenie może współpracować z laboratoryjnymi wytłaczarkami jedno- i dwuślimakowymi i być wykorzystywane w stanowiskach do badań materiałowych, compoundingu oraz przygotowania granulatu do dalszych prób technologicznych.

Zobacz również laboratoryjne linie do compoundingu i granulacji polimerów.

Obliczeniowy strumień materiału

Poniższa tabela przedstawia teoretyczny strumień masowy materiału dla czterech żyłek prowadzonych z prędkością liniową 40 m/min. Wartości obliczono na podstawie średnicy żyłki oraz gęstości tworzywa.

Założenia obliczeniowe: 4 żyłki, prędkość liniowa 40 m/min, średnica żyłki 1–4 mm. Podane wartości opisują teoretyczny strumień materiału wynikający z geometrii żyłek, ich prędkości liniowej i przyjętej gęstości tworzywa. Nie stanowią deklarowanej maksymalnej wydajności mechanicznej granulatora. Rzeczywisty strumień możliwy do prowadzenia w procesie zależy m.in. od właściwości tworzywa, temperatury i stabilności geometrycznej żyłek, warunków ich podawania, konfiguracji zespołu tnącego oraz pozostałych parametrów procesu.

Dobór granulatora do procesu

Przy doborze konfiguracji granulatora należy uwzględnić nie tylko oczekiwany strumień materiału, ale również rodzaj tworzywa, średnicę i liczbę żyłek, ich prędkość liniową, oczekiwaną długość granulki, sposób chłodzenia oraz charakter pracy całej linii.

Na tej podstawie można dobrać wykonanie układu podającego, rodzaj rolek i docisku, konfigurację frezu, liczbę ostrzy, wymagany zakres prędkości oraz sposób integracji urządzenia ze sterowaniem linii.

Do wstępnego doboru urządzenia wystarczy opis materiału i procesu. Nie jest konieczne wcześniejsze przygotowanie kompletnej specyfikacji technicznej stanowiska.