Tipus d'extrusores de doble cargol
L'extrusora de doble cargol és una peça important d'equip que s'utilitza en diverses indústries per barrejar, combinar i extruir materials com ara plàstics, aliments i productes farmacèutics. La versatilitat de l'extrusora de doble cargol la converteix en un equip essencial en la fabricació moderna. Tanmateix, no totes les extrusores es creen iguals; n'hi ha de diferents tipus, cadascun s'adapta a necessitats específiques.
En aquest article, explorarem els diferents tipus d'extrusores de doble cargol i les seves capacitats úniques.
Classificat per configuració de cargol
Segons la configuració del cargol, les extrusores de doble cargol es poden classificar en extrusores de doble cargol paral·leles i extrusores de doble cargol còniques. En una extrusora de doble cargol paral·lel, els cargols són paral·lels entre si durant tota la seva longitud. A les extrusores de doble cargol còniques, els cargols són afilats i el diàmetre disminueix gradualment des de l'extrem d'alimentació fins a l'extrem de la matriu.
Extrusora de doble cargol paral·lel
Les extrusores de doble cargol paral·leles tenen cargols amb el mateix diàmetre en tota la seva longitud. S'utilitzen habitualment per processar poliolefines (com ara PE i PP), niló, PC, polièster i altres materials.
avantatges
L'adaptabilitat de la relació L/D segueix sent un avantatge de les extrusores de doble cargol paral·leles. Es poden ajustar per augmentar o disminuir la relació L/D en resposta als canvis en les condicions d'emmotllament per satisfer els requisits de la tecnologia de processament de plàstics. Aquesta flexibilitat amplia el ventall d'aplicacions de les extrusores de doble cargol paral·leles, cosa que és difícil d'aconseguir amb les extrusores de doble cargol còniques.
Desavantatges:
A causa de la petita distància central entre els dos cargols i l'espai limitat disponible, els coixinets radials i d'empenta que suporten els dos eixos de sortida i els engranatges d'accionament associats s'enfronten a reptes importants a la caixa de canvis d'accionament d'una extrusora de doble cargol paral·lel.
Malgrat els esforços dels dissenyadors, encara és difícil resoldre els problemes reals de la capacitat de càrrega limitada, el mòdul i el diàmetre reduïts dels engranatges, així com el diàmetre reduït de l'extrem de cua dels dos cargols, el que resulta en una manca evident de torsió. capacitat. El parell de sortida limitat i la capacitat de càrrega molt reduïda és un inconvenient destacat de les extrusores de doble cargol paral·leles.
Extrusora cònica de doble cargol
Les extrusores còniques de doble cargol tenen un diàmetre més gran a l'extrem d'alimentació del cargol i un diàmetre més petit a l'extrem de la matriu. Aquestes extrusores s'utilitzen principalment per processar PVC i el seu disseny únic està optimitzat per a requisits específics de material.
avantatges
Els dos cargols cònics estan disposats horitzontalment amb els seus eixos en angle quan s'introdueixen al canó. A mesura que la distància entre els eixos augmenta gradualment des de l'extrem més estret fins a l'extrem més ample, la caixa de canvis d'accionament pot acomodar una distància central més gran entre els dos eixos de sortida. Aquesta disposició proporciona un ampli espai per muntar engranatges, eixos d'engranatges, coixinets radials i d'empenta, augmentant així l'eficiència de la transmissió.
Aquest disseny flexible permet la instal·lació de coixinets radials i d'empenta més grans amb eixos de mida per suportar la transmissió de parell elevat. Com a resultat, les extrusores de doble cargol còniques ofereixen característiques importants, com ara un gran parell operatiu i capacitat de càrrega, que les distingeixen de les extrusores de doble cargol paral·leles.
Desavantatges
El desavantatge de les extrusores còniques de doble cargol és la seva adaptabilitat limitada, ja que els cargols tenen diàmetres variables al llarg de les seves longituds, cosa que pot dificultar el processament uniforme del material. A més, la seva complexitat de disseny i els costos de construcció potencialment més elevats són factors a tenir en compte.
Similituds entre els dos tipus
Tots dos tenen mecanismes per a la propulsió plàstica forçada, bones capacitats de mescla i plastificació i capacitats de deshidratació. La seva adaptabilitat als materials i als processos d'emmotllament de productes plàstics és essencialment la mateixa.
Diferències entre els dos tipus
● Diàmetre: els cargols bessons paral·lels tenen el mateix diàmetre, mentre que els cargols bessons cònics tenen diferents diàmetres als extrems petit i gran.
● Distància central: la distància central entre els cargols bessons paral·lels segueix sent la mateixa, mentre que l'eix dels cargols bessons cònics forma un angle, donant lloc a diferents dimensions de la distància central al llarg de l'eix.
● Relació L/D: la relació L/D (L/D) d'un cargol doble paral·lel és la relació entre la longitud efectiva del cargol i el seu diàmetre exterior, mentre que la relació L/D d'un cargol doble cònic és la relació. de la longitud efectiva del cargol a la mitjana dels diàmetres dels seus extrems grans i petits.
Es pot veure que la diferència més gran entre una extrusora de doble cargol paral·lel i una extrusora de doble cargol cònica rau en la geometria del canó del cargol, la qual cosa comporta diverses diferències estructurals i de rendiment. Tot i que aquests dos tipus d'extrusores tenen les seves pròpies característiques, però tenen els seus propis avantatges.
Classificació segons el sentit de gir del doble cargol
Les extrusores de doble cargol es classifiquen en tipus co-rotatius i contra-rotatius segons la direcció de rotació del cargol.
Extrusora de doble cargol co-rotativa
Les extrusores de doble cargol co-rotatius tenen dos cargols que giren en la mateixa direcció. Aquestes màquines són eficients per barrejar i formular materials. Amb la capacitat de manejar una àmplia gamma de viscositats i formulacions, les extrusores co-rotatives són ideals per processar barreges de polímers, masterbatches i aplicacions d'extrusió de reacció. Tenen excel·lents característiques d'autofregat i transport per garantir que els additius es dispersen i es distribueixin uniformement per tot el material.
Avantatges de les extrusores de doble cargol co-rotatives:
● Mescla millorada: els cargols entrellaçats i els elements de cargol personalitzables permeten un control precís de la intensitat i la qualitat de la mescla més enllà de les extrusores d'un sol cargol.
● Flexibilitat de processament: l'alimentació de mesura permet un control independent del rendiment, permetent múltiples funcions de processament en una única màquina.
● Paràmetres de processament controlats: la distribució estreta del temps de residència i el control precís de la temperatura milloren els perfils de temperatura-temps de cisalla per a una qualitat constant del producte.
● Producció eficient: el transport volumètric permet processar una àmplia gamma de materials amb un temps d'inactivitat mínim.
● COSTOS EFICIÈNCIA: Alta flexibilitat i productivitat per a una àmplia gamma de productes finals amb una qualitat constant, mentre que el desgast del cargol es pot compensar ajustant la velocitat del cargol.
A partir del comportament d'enclavament dels cargols mentre giren, les extrusores de doble cargol co-rotatives es poden classificar encara més en extrusores de doble cargol co-rotatives i extrusores de doble cargol co-rotatives que no enganxen.
Extrusora de doble cargol co-rotativa enganxada
En una extrusora de doble cargol co-rotativa compromesa, els cargols es bloquegen o s'enganxen entre si mentre giren, augmentant així l'eficiència del processament i transport del material. Aquest disseny millora la capacitat de mescla distribuïda de l'extrusora, la qual cosa facilita la dispersió completa d'additius i farcits a la matriu del polímer.
Les extrusores intermitents s'utilitzen normalment en aplicacions de compostatge on el control precís de la distribució de la mida de les partícules i la uniformitat de la barreja és fonamental. Ofereixen una excel·lent escalabilitat i flexibilitat, cosa que permet als fabricants personalitzar el procés d'extrusió segons els requisits específics del producte.
Extrusores de doble cargol giratoris no enganxades
D'altra banda, els cargols d'una extrusora de doble cargol giratòria sense malla no s'entrellacen ni s'enganxen mentre giren. En canvi, giren molt a prop els uns dels altres sense comprometre's, permetent un tipus diferent de processament de material, sovint per a materials fràgils o aplicacions sensibles a la cisalla, com ara el processament de polímers sensibles a la calor, biomaterials i productes alimentaris. Les extrusores que no enganxen ofereixen condicions de processament suaus i alhora ofereixen capacitats eficients de barreja i compostatge.
Extrusores de doble cargol contra-rotatius
A diferència de les extrusores co-rotatives, les extrusores de doble cargol contra-rotatives tenen cargols que giren en sentit contrari. Aquesta configuració crea un efecte de pastat i cisalla significatiu sobre el material, donant lloc a una barreja i dispersió exhaustives. Les extrusores de rotació contraria excel·lent en aplicacions que requereixen un cisallament intens, com ara la dessolventització, l'extrusió reactiva i la barreja de materials molt farcits. Proporcionen un control precís del temps de residència i la velocitat de cisalla, el que els fa adequats per a condicions de processament exigents.
Enganxar extrusores de doble cargol inversors
En una extrusora de doble cargol inversora enganxada, els dos cargols es col·loquen simètricament però giren en direccions oposades. Aquesta configuració evita que el material es mogui en forma "∞", ja que el camí helicoïdal d'un cargol està bloquejat per l'altre. En canvi, durant el transport de sòlids, el material es transporta cap endavant en una cavitat en forma de "C" gairebé tancada. Tanmateix, es manté una bretxa entre el diàmetre exterior d'un cargol i el diàmetre de l'arrel de l'altre cargol per permetre que el material passi.
A mesura que el material passa per l'espai radial entre els dos cargols, se sotmet a un intens cisallament, barreja i compactació, donant lloc a una plastificació eficaç. A més, la relació de compressió es pot aconseguir disminuint gradualment el pas del cargol, fent-lo adequat per processar una àmplia gamma de productes.
Extrusora de doble cargol contra-rotativa que no enganxa
Menys utilitzat que l'extrusora de malla, l'extrusora de doble cargol giratòria sense malla funciona de manera diferent a l'extrusora d'un sol cargol, però té similituds perquè es basa en la fricció i la resistència viscosa per transportar material. A més del moviment cap al cap, el material pot presentar diferents patrons de flux a causa de la gran bretxa radial entre els dos cargols, que pot provocar fuites importants.
A més, les posicions relatives dels vols del cargol poden fer que la pressió del material al costat d'empenta d'un cargol sigui més alta que la part de resistència de l'altre cargol, donant lloc a un flux de material des del costat d'empenta d'alta pressió al costat de resistència del un altre cargol. La rotació impedeix el flux de material al punt A, donant lloc a un flux i una varietat d'altres patrons de flux que el fan adequat per a aplicacions de mescla, ventilació i desvulcanització.
Conclusió
Cada tipus d'extrusora de doble cargol ofereix avantatges i capacitats úniques per satisfer les diferents necessitats de processament d'una àmplia gamma d'indústries. Entendre les diferències entre aquests tipus d'extrusora és fonamental per seleccionar l'equip més adequat per a una aplicació concreta.
Tant si es tracta d'aconseguir una eficiència de mescla òptima, mantenir la integritat del producte o millorar la flexibilitat del processament, l'elecció correcta de l'extrusora de doble cargol pot tenir un impacte significatiu en la qualitat del producte, la productivitat i l'èxit general de fabricació.