Typer af dobbeltskrueekstrudere

Twin Screw Extruder er et vigtigt stykke udstyr, der bruges i forskellige industrier til blanding, blanding og ekstrudering af materialer såsom plast, fødevarer og farmaceutiske produkter. Alsidigheden af ​​dobbeltskrueekstruderen gør den til et væsentligt stykke udstyr i moderne fremstilling. Det er dog ikke alle ekstrudere, der er skabt lige; de kommer i forskellige typer, som hver passer til specifikke behov.

I denne artikel vil vi udforske de forskellige typer dobbeltskrueekstrudere og deres unikke egenskaber.

Kategoriseret efter skruekonfiguration 
Baseret på skruekonfiguration kan dobbeltskrue ekstrudere kategoriseres i parallelle dobbeltskrue ekstrudere og koniske dobbeltskrue ekstrudere. I en parallel dobbeltskruet ekstruder er skruerne parallelle med hinanden i hele deres længde. I koniske dobbeltsnekkeekstrudere er skruerne tilspidsede, og diameteren aftager gradvist fra fødeenden til matriceenden.

Parallel dobbeltskrueekstruder
Parallelle dobbeltskruede ekstrudere har skruer med samme diameter i hele deres længde. De bruges almindeligvis til behandling af polyolefiner (såsom PE og PP), nylon, PC, polyester og andre materialer.

Fordele
Tilpasningsevnen af ​​L/D-forholdet er fortsat en fordel ved parallelle dobbeltsnekkeekstrudere. De kan justeres for at øge eller mindske L/D-forholdet som svar på ændringer i støbeforhold for at opfylde kravene til plastbehandlingsteknologi. Denne fleksibilitet udvider anvendelsesområdet for parallelle dobbeltskrue ekstrudere, noget der er svært at opnå med koniske dobbeltskrue ekstrudere.

Ulemper:
På grund af den lille centerafstand mellem de to skruer og den begrænsede plads, der er til rådighed, står de radial- og tryklejer, der understøtter de to udgående aksler og de tilhørende drivgear, over for betydelige udfordringer i drivgearkassen i en parallel dobbeltskruet ekstruder.

På trods af designernes indsats er det stadig vanskeligt at løse de reelle problemer med begrænset bæreevne, lille modul og diameter af tandhjulene samt den reducerede diameter af bagenden af ​​de to skruer, hvilket resulterer i en åbenlys mangel på vridning kapacitet. Begrænset udgangsmoment og stærkt reduceret bæreevne er en fremtrædende ulempe ved parallelle dobbeltskrue-ekstrudere.

Konisk dobbeltskruet ekstruder
Koniske dobbeltsnekkeekstrudere har en større diameter ved tilførselsenden af ​​skruen og en mindre diameter ved matriceenden. Disse ekstrudere bruges hovedsageligt til forarbejdning af PVC, og deres unikke design er optimeret til specifikke materialekrav.

Fordele
De to koniske skruer er anbragt vandret med deres akser i en vinkel, når de indsættes i cylinderen. Da afstanden mellem akslerne gradvist øges fra den smallere ende til den bredere ende, kan drivgearkassen optage en større centerafstand mellem de to udgående aksler. Dette arrangement giver rigelig plads til montering af gear, gearaksler, radial- og tryklejer og øger derved transmissionseffektiviteten.

Dette fleksible design giver mulighed for installation af større radial- og tryklejer med aksler, der er dimensioneret til at modstå høj drejningsmomenttransmission. Som følge heraf tilbyder koniske dobbeltsnekkeekstrudere betydelige egenskaber, herunder højt driftsmoment og lastbærende kapacitet, der adskiller dem fra parallelle dobbeltskrueekstrudere.

Ulemper
Ulempen ved koniske dobbeltskrue-ekstrudere er deres begrænsede tilpasningsevne, da skruerne har varierende diametre langs deres længder, hvilket kan gøre det udfordrende at opnå ensartet materialebearbejdning. Derudover er deres designkompleksitet og potentielt højere byggeomkostninger faktorer, der skal tages i betragtning.

Ligheder mellem de to typer
De har begge mekanismer til tvungen plastfremdrift, gode blandings- og plastificeringsevner og afvandingsevner. Deres tilpasningsevne til materialer og plastproduktstøbeprocesser er stort set den samme.

Forskelle mellem de to typer
● Diameter: Parallelle tvillingeskruer har samme diameter, mens koniske tvillingskruer har forskellige diametre i den lille og store ende.
● Centerafstand: Centerafstanden mellem parallelle dobbeltskruer forbliver den samme, mens aksen af ​​koniske tvillingskruer danner en vinkel, hvilket resulterer i forskellige centerafstandsdimensioner langs aksen.
● L/D-forhold: L/D-forholdet (L/D) for en parallel dobbeltskrue er forholdet mellem skruens effektive længde og dens udvendige diameter, hvorimod L/D-forholdet for en konisk dobbeltskrue er forholdet af skruens effektive længde til gennemsnittet af diametrene af dens store og små ender.

Det kan ses, at den største forskel mellem en parallel dobbeltsnekkeekstruder og en konisk dobbeltsnekkeekstruder ligger i skruecylinderens geometri, hvilket fører til forskellige strukturelle og ydeevneforskelle. Selvom disse to typer ekstrudere har deres egne egenskaber, men de har deres egne fordele.

Klassificering i henhold til omdrejningsretningen af ​​dobbeltskruen
Ekstrudere med dobbeltskruer er kategoriseret i co-roterende og mod-roterende typer i henhold til skruens rotationsretning.

Samroterende dobbeltskrue ekstruder
Samroterende dobbeltskrueekstrudere har to skruer, der roterer i samme retning. Disse maskiner er effektive til at blande og formulere materialer. Med evnen til at håndtere en bred vifte af viskositeter og formuleringer er co-roterende ekstrudere ideelle til behandling af polymerblandinger, masterbatches og reaktionsekstruderingsapplikationer. De har fremragende selvskurende og transporterende egenskaber for at sikre, at additiver er ensartet spredt og fordelt i hele materialet.

Fordele ved co-roterende dobbeltskrue ekstrudere:
● Forbedret blanding: Sammengribende skruer og tilpassede skrueelementer giver mulighed for præcis kontrol af blandingsintensitet og kvalitet ud over enkeltskruede ekstrudere.
● Behandlingsfleksibilitet: Doseringsfeed muliggør uafhængig kontrol af gennemløbet, hvilket muliggør flere behandlingsfunktioner på en enkelt maskine.
● Kontrollerede behandlingsparametre: Snæver fordeling af opholdstid og præcis temperaturkontrol forbedrer forskydnings-tid-temperaturprofiler for ensartet produktkvalitet.
● Effektiv produktion: Volumetrisk transport gør det muligt at behandle en lang række materialer med minimal nedetid.
● OMKOSTNINGSEFFEKTIVITET: Høj fleksibilitet og produktivitet for en lang række slutprodukter med ensartet kvalitet, mens skrueslid kan kompenseres for ved at justere skruehastigheden.

Baseret på skruernes sammenlåsningsadfærd, når de roterer, kan co-roterende dobbeltsnekkeekstrudere klassificeres yderligere i indgribende co-roterende dobbeltskrue ekstrudere og ikke-indgribende co-roterende dobbeltskrue ekstrudere.

Indkoblet co-roterende dobbeltskrue ekstruder
I en Engaged Co-Rotating Twin Screw Extruder låser skruerne eller går i indgreb med hinanden, når de roterer, og øger derved effektiviteten af ​​materialebearbejdning og -transport. Dette design forbedrer ekstruderens fordelte blandeevne, hvilket letter grundig dispergering af additiver og fyldstoffer i polymermatrixen.

Intermitterende ekstrudere bruges typisk til blandingsapplikationer, hvor præcis kontrol af partikelstørrelsesfordeling og blandingens ensartethed er kritisk. De tilbyder fremragende skalerbarhed og fleksibilitet, hvilket giver producenterne mulighed for at tilpasse ekstruderingsprocessen til specifikke produktkrav.

Ikke-indgribende co-roterende dobbeltskrue ekstrudere
På den anden side låser skruerne i en ikke-indgribende co-roterende dobbeltskrue-ekstruder ikke sammen eller går i indgreb, når de roterer. I stedet roterer de tæt på hinanden uden at gribe ind, hvilket giver mulighed for en anden type materialebearbejdning, ofte til skrøbelige materialer eller forskydningsfølsomme applikationer såsom behandling af varmefølsomme polymerer, biomaterialer og fødevarer. Ikke-engagerende ekstrudere giver skånsomme forarbejdningsforhold, mens de stadig tilbyder effektive blandings- og blandingsmuligheder.

Modroterende dobbeltskruede ekstrudere
I modsætning til co-roterende ekstrudere, har modsat roterende dobbeltskrue ekstrudere skruer, der roterer i den modsatte retning. Denne konfiguration skaber en betydelig ælte- og forskydningseffekt på materialet, hvilket resulterer i grundig blanding og dispergering. Modroterende ekstrudere udmærker sig i applikationer, der kræver intens forskydning, såsom desolventization, reaktiv ekstrudering og blanding af meget fyldte materialer. De giver præcis kontrol over opholdstid og forskydningshastighed, hvilket gør dem velegnede til krævende forarbejdningsforhold.

Indkoblende omvendte dobbeltskrue ekstrudere
I en indkoblet omvendt dobbeltskrueekstruder er de to skruer symmetrisk placeret, men roterer i modsatte retninger. Denne konfiguration forhindrer materialet i at bevæge sig i en "∞"-form, da den ene skrues spiralform er blokeret af den anden. I stedet bliver materialet under transport af faste stoffer transporteret fremad i et næsten lukket "C"-formet hulrum. Imidlertid opretholdes et mellemrum mellem den udvendige diameter af en skrue og roddiameteren af ​​den anden skrue for at tillade materiale at passere igennem.

Når materialet passerer gennem det radiale mellemrum mellem de to skruer, udsættes det for intens forskydning, blanding og komprimering, hvilket resulterer i effektiv plastificering. Derudover kan kompressionsforholdet realiseres ved gradvist at mindske skruestigningen, hvilket gør den velegnet til behandling af en lang række produkter.

Ikke-indgreb mod-roterende dobbeltskrue ekstruder
Mindre almindeligt anvendt end den indgribende ekstruder, den ikke-indgribende modroterende dobbeltsnekkeekstruder fungerer anderledes end enkeltskrue ekstruderen, men har ligheder ved, at den er afhængig af friktion og viskøs modstand til at transportere materiale. Ud over bevægelse mod hovedet kan materialet udvise forskellige strømningsmønstre på grund af det store radiale mellemrum mellem de to skruer, hvilket kan føre til betydelig lækage.

Derudover kan de relative positioner af skruevingerne forårsage, at materialetrykket på tryksiden af ​​den ene skrue er højere end modstandssiden af ​​den anden skrue, hvilket resulterer i materialestrøm fra højtrykstryksiden til modstandssiden af ​​skruen. anden skrue. Rotation hæmmer materialeflow ved punkt A, hvilket resulterer i flow og en række andre strømningsmønstre, der gør den velegnet til blanding, udluftning og devulkaniseringsapplikationer.

Konklusion
Hver type dobbeltskruet ekstruder tilbyder unikke fordele og muligheder for at imødekomme de forskellige behandlingsbehov i en lang række industrier. At forstå forskellene mellem disse ekstrudertyper er afgørende for at vælge det mest passende udstyr til en bestemt applikation.

Uanset om det er for at opnå optimal blandingseffektivitet, opretholde produktintegritet eller forbedre forarbejdningsfleksibilitet, kan det rigtige valg af dobbeltskruet ekstruder have en betydelig indflydelse på produktkvalitet, produktivitet og overordnet produktionssucces.