Anwendungen
Im Extrusionsprozess von kann die Fördermenge des Extruders entweder über gravimetrische Dosierer oder über vor der Düse installierte Zahnrad-Schmelzepumpe geregelt werden, die den Durchfluss unabhängig von der von den Dosiergeräten zugeführten Materialmenge konstant hält. Die Schmelzepumpe wird insbesondere in Extrudern für Profile oder Rohre eingesetzt, wo eine stabile Fördermenge entscheidend für die Qualität und Gleichmäßigkeit des Endprodukts ist.
Bedürfnisse:
Temperaturregelung
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Durchflussregelung
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Bedürfnis:
Temperaturregelung
Ein stabiles rheologisches Verhalten und damit konstante Abmessungen des Extrudats werden durch eine präzise Temperaturregelung gewährleistet. Daher ist es entscheidend, dass nachgelagerte Systeme des Primärprozesses die im Extruder erzielten Materialeigenschaften nicht beeinträchtigen. Die Schmelzepumpe muss daher die thermische Stabilität sicherstellen, um mögliche Fehler wie Oberflächeninstabilitäten, Schwankungen der Wandstärke oder Beeinträchtigungen der optischen Qualität des Produkts zu vermeiden.
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Die Technologie von Gefran für die Temperaturregelung basiert auf Halbleiterrelais, PID-Reglern und Thermoelementen:
- Jede Heizzone wird in einem geschlossenen Regelkreis über PID-Regelung gesteuert, entweder über den im PLC integrierten Regler oder über dedizierte Controller wie den 1850, der die Melt-Temperatur mit einer Genauigkeit von ±0,5 °C zum Sollwert hält – für konstante Viskosität sowie fehlerfreie Oberflächen und Maße.
- Das kompakte Halbleiterrelais GRP-H mit integriertem Kühlkörper gewährleistet eine präzise Stromregelung bis zu 120 A. Die IO-Link-Kommunikation reduziert den I/O-Aufwand, da Befehle, Alarme und Stromaufnahme direkt übermittelt werden.
Die Lösung ist skalierbar und kompatibel mit PID-Regelungen im PLC oder in Remote-Modulen. Funktionen zur Speicherung von Rezepturen und die Trendaufzeichnung unterstützen schnelle Produktionswechsel und eine kontinuierliche Qualitätsverbesserung.
Bedürfnis:
Durchflussregelung
Die Regelung der Pumpendrehzahl und der entsprechenden Kraft, mit der das Polymer in die Düse gedrückt wird, erfolgt über die Antriebe. Deren Steuerung wird in der Regel von der SPS des Extruders selbst übernommen. Die Pumpe arbeitet in einem geschlossenen Regelkreis, der auf Druckmessungen vor und nach der Pumpe basiert.
Gefran verwendet zwei hochpräzise MELT-Sensoren (vor und nach der Pumpe), um die Pumpendrehzahl zu regeln, den Druck stabil zu halten und einen konstanten Durchfluss des geschmolzenen Polymers sicherzustellen. Die Schmelzedrucksensoren der Serie Impact sind ideal für kritische Umgebungen und die Integration in Sicherheitslogiken.
Hauptmerkmale:
- Konstruktion mit verstärkter Membran, piezoresistivem Sensorelement und ohne Übertragungsflüssigkeit;
- Thermische Stabilität unter 1 % FS zwischen 20 und 350 °C – ideal auch für recycelte oder abrasive Polymere;
- PLc-Zertifizierung und elektrische Ausgangssignale verbessern Sicherheit und Zuverlässigkeit;
- Keine interne Übertragungsflüssigkeit – dadurch auch geeignet für Anwendungen in der Lebensmittel- und Medizintechnik;
Das Funktionsprinzip:
Die Schmelzepumpe ist ein volumetrisches Gerät, das aus zwei gegenläufigen Zahnrädern in einem geschlossenen Gehäuse besteht. Das geschmolzene Polymer tritt auf der Einlassseite zwischen die Zahnzwischenräume ein, wird in den Kavitäten eingeschlossen und zur Auslasszone transportiert. Während dieses Vorgangs wird die Schmelze progressiv verdichtet und mit konstanter Druckstabilität zur Düse gefördert, vom Regelsystem gesteuert. Toleranzen sind so optimiert, dass interne Verluste minimiert und eine sehr hohe volumetrische Effizienz (>98%) erreicht wird.
Die Drehzahlregelung der Zahnräder und die Kontrolle des Austrittsdrucks erfolgen über einen geschlossenen Regelkreis mit PID-Regelung. Die Hauptkomponenten – Zahnräder, Gehäuse und Lager – sind dafür ausgelegt, mit der Schmelze als Schmierstoff zu arbeiten und hohen Temperaturen sowie Druckdifferenzen bis über 300 bar standzuhalten.
Durch die Integration der Meltpumpe wird die Drehzahl der Extruderschnecke entkoppelt von der tatsächlich in die Düse eingebrachten Materialmenge, was zu einer stabileren Druckführung und einer höheren Qualität des Extrudats führt.
Anforderungen und Technologie:
Die Schmelzepumpe muss einen konstanten und präzisen Durchfluss des geschmolzenen Polymers zur Düse gewährleisten. Eine genaue Temperaturregelung verhindert Maßabweichungen oder Oberflächenfehler, während die Überwachung des Polymerdrucks vor und nach der Pumpe den Druckregelkreis schließt und den PID-Algorithmen der Pumpenantriebe Feedback liefert. Gefran bietet eine umfassende Palette an Steuerungsplattformen,Drucksensoren, Massedrucksensoren und modularen Lösungen,die sich problemlos in jede Anlage integrieren lassen, um Effizienz, Sicherheit und konstante Qualität im Extrusionsprozess zu gewährleisten.
