Kahe kruviga ekstruuderite tüübid

Twin Screw Extruder on oluline seade, mida kasutatakse erinevates tööstusharudes materjalide, näiteks plastide, toiduainete ja ravimite segamiseks, segamiseks ja ekstrudeerimiseks. Kahe kruviga ekstruuderi mitmekülgsus muudab selle kaasaegses tootmises oluliseks seadmeks. Kuid mitte kõik ekstruuderid ei ole võrdsed; neid on erinevat tüüpi, millest igaüks vastab konkreetsetele vajadustele.

Selles artiklis uurime erinevat tüüpi kahe kruviga ekstruudereid ja nende ainulaadseid võimalusi.

Kategooriaks kruvide konfiguratsiooni järgi 
Kruvi konfiguratsiooni põhjal saab kahe kruviga ekstruuderid liigitada paralleelseteks kahe kruviga ekstruuderiteks ja koonilisteks kahe kruviga ekstruuderiteks. Paralleelses kahe kruviga ekstruuderis on kruvid kogu pikkuses üksteisega paralleelsed. Koonilistes kahe kruviga ekstruuderites on kruvid kitsenevad ja läbimõõt väheneb järk-järgult toiteotsast stantsi otsani.

Paralleelne kahe kruviga ekstruuder
Paralleelsetel kahe kruviga ekstruuderitel on kogu pikkuses sama läbimõõduga kruvid. Neid kasutatakse tavaliselt polüolefiinide (nagu PE ja PP), nailoni, PC, polüestri ja muude materjalide töötlemiseks.

Eelised
L/D suhte kohandatavus jääb paralleelsete kahe kruviga ekstruuderite eeliseks. Neid saab reguleerida, et suurendada või vähendada L/D suhet vastavalt vormimistingimuste muutumisele, et vastata plasti töötlemise tehnoloogia nõuetele. See paindlikkus laiendab paralleelsete kahe kruviga ekstruuderite rakenduste valikut, mida on kooniliste kahe kruviga ekstruuderite puhul raske saavutada.

Puudused:
Kahe kruvi vahelise väikese keskkauguse ja piiratud ruumi tõttu seisavad kahte väljundvõlli toetavad radiaal- ja tõukelaagrid ning nendega seotud veoülekanded paralleelse kahe kruviga ekstruuderi ajami käigukastis silmitsi suurte väljakutsetega.

Vaatamata disainerite jõupingutustele on endiselt raske lahendada tegelikke probleeme, mis on seotud piiratud kandevõime, hammasrataste väikese mooduli ja läbimõõduga ning kahe kruvi sabaotsa väiksema läbimõõduga, mille tulemuseks on ilmselge väände puudumine. mahutavus. Piiratud väljundpöördemoment ja oluliselt vähenenud kandevõime on paralleelsete kahe kruviga ekstruuderite silmapaistev puudus.

Kooniline kahe kruviga ekstruuder
Koonilistel kahe kruviga ekstruuderitel on kruvi etteandeotsas suurem läbimõõt ja matriitsi otsas väiksem läbimõõt. Neid ekstruudereid kasutatakse peamiselt PVC töötlemiseks ja nende ainulaadne disain on optimeeritud konkreetsete materjalinõuete jaoks.

Eelised
Kaks koonusekujulist kruvi asetsevad horisontaalselt ja nende teljed on silindrisse sisestamisel nurga all. Kuna võllide vahelist kaugust suurendatakse järk-järgult kitsamast otsast laiema otsani, mahub veokäigukast kahe väljundvõlli vahele suurema keskkauguse. See paigutus pakub piisavalt ruumi hammasrataste, hammasrattavõllide, radiaal- ja tõukejõu laagrite paigaldamiseks, suurendades seeläbi ülekande efektiivsust.

See paindlik konstruktsioon võimaldab paigaldada suuremaid radiaal- ja tõukelaagreid, mille võllid peavad vastu pidama suurele pöördemomendile. Selle tulemusena pakuvad koonilised kahe kruviga ekstruuderid olulisi omadusi, sealhulgas suurt töömomenti ja kandevõimet, mis eristavad neid paralleelsetest kahe kruviga ekstruuderitest.

Puudused
Kooniliste kahe kruviga ekstruuderite puuduseks on nende piiratud kohanemisvõime, kuna kruvide läbimõõt on nende pikkuses erinev, mis võib muuta materjali ühtlase töötlemise saavutamise keeruliseks. Lisaks tuleb arvesse võtta nende projekteerimise keerukust ja potentsiaalselt kõrgemaid ehituskulusid.

Sarnasused kahe tüübi vahel
Neil mõlemal on mehhanismid plastikust sunnitud tõukejõuks, head segamis- ja plastifitseerimisvõimed ning veetustamise võimalused. Nende kohanemisvõime materjalide ja plasttoodete vormimisprotsessidega on sisuliselt sama.

Erinevused kahe tüübi vahel
● Läbimõõt: paralleelsetel kaksikkruvidel on sama läbimõõt, samas kui koonilistel kaksikkruvil on väikese ja suure otsa läbimõõt erinev.
● Keskmise kaugus: paralleelsete kaksikkruvide vaheline kaugus jääb samaks, samal ajal kui kooniliste kaksikkruvide telg moodustab nurga, mille tulemuseks on erinevad keskkauguse mõõtmed piki telge.
● L/D suhe: paralleelse kaksikkruvi L/D suhe (L/D) on kruvi tegeliku pikkuse ja selle välisläbimõõdu suhe, samas kui koonilise kaksikkruvi L/D suhe on suhe. kruvi efektiivsest pikkusest kuni selle suurte ja väikeste otste läbimõõtude keskmiseni.

On näha, et suurim erinevus paralleelse kaksikruviga ekstruuderi ja koonilise kaksikruviga ekstruuderi vahel seisneb kruvisilindri geomeetrias, mis toob kaasa erinevaid konstruktsiooni- ja tööomadusi. Kuigi neil kahel ekstruuderitüübil on oma omadused, on neil oma eelised.

Klassifikatsioon kaksikkruvi pöörlemissuuna järgi
Kahe kruviga ekstruuderid liigitatakse vastavalt kruvi pöörlemissuunale koos- ja vastupöörlevateks tüüpideks.

Koos pöörlev kahe kruviga ekstruuder
Koospöörlevatel kahe kruviga ekstruuderitel on kaks kruvi, mis pöörlevad samas suunas. Need masinad on materjalide segamisel ja formuleerimisel tõhusad. Koospöörlevad ekstruuderid, mis suudavad käsitleda mitmesuguseid viskoossusi ja koostisi, sobivad ideaalselt polümeerisegude, põhisegude ja reaktsiooniekstrusioonirakenduste töötlemiseks. Neil on suurepärased isepuhastumis- ja edasiandmisomadused, mis tagavad lisandite ühtlase hajutamise ja jaotumise kogu materjalis.

Koos pöörlevate kahe kruviga ekstruuderite eelised:
● Täiustatud segamine: omavahel põimuvad kruvid ja kohandatavad kruvielemendid võimaldavad segamise intensiivsust ja kvaliteeti täpselt reguleerida ka lisaks ühe kruviga ekstruuderitele.
● Töötlemise paindlikkus: doseerimissööt võimaldab läbilaskevõimet sõltumatult juhtida, võimaldades ühes masinas mitut töötlemisfunktsiooni.
● Kontrollitud töötlemisparameetrid: kitsas viibimisaja jaotus ja täpne temperatuuri reguleerimine parandavad nihkeaja-temperatuuri profiile, et tagada toote ühtlane kvaliteet.
● Tõhus tootmine: mahuline transport võimaldab töödelda mitmesuguseid materjale minimaalse seisakuajaga.
● KULUTÕHUSUS: suur paindlikkus ja tootlikkus paljude ühtse kvaliteediga lõpptoodete jaoks, samas kui kruvide kulumist saab kompenseerida kruvi kiiruse reguleerimisega.

Kruvide pöörlemisomaduste alusel saab koospöörlevaid kahe kruviga ekstruudereid edasi liigitada haarduvateks koospöörlevateks kahe kruviga ekstruuderiteks ja mittehaarduvateks koospöörlevateks kahe kruviga ekstruuderiteks.

Ühendatud koos pöörlev kahe kruviga ekstruuder
Ühes koospöörlevas kaksikruviga ekstruuderis lukustuvad kruvid või haakuvad pöörlemisel üksteisega, suurendades seeläbi materjali töötlemise ja transportimise tõhusust. See disain suurendab ekstruuderi hajutatud segamisvõimet, mis hõlbustab lisandite ja täiteainete põhjalikku hajutamist polümeermaatriksis.

Vahelduvaid ekstruudereid kasutatakse tavaliselt segamisrakendustes, kus osakeste suuruse jaotuse ja segu ühtluse täpne juhtimine on kriitiline. Need pakuvad suurepärast mastaapsust ja paindlikkust, võimaldades tootjatel kohandada ekstrusiooniprotsessi vastavalt konkreetsetele tootenõuetele.

Mittehaarduvad koospöörlevad kahe kruviga ekstruuderid
Teisest küljest ei haakuta koos pöörleva kahe kruviga ekstruuderi kruvid pöörlemisel üksteise külge ega haaku. Selle asemel pöörlevad need üksteise vahetus läheduses ilma haardumata, võimaldades erinevat tüüpi materjalide töötlemist, sageli habraste materjalide või nihketundlike rakenduste jaoks, nagu kuumustundlike polümeeride, biomaterjalide ja toiduainete töötlemine. Mittehaarduvad ekstruuderid tagavad õrnad töötlemistingimused, pakkudes samas tõhusat segamis- ja segamisvõimalust.

Vastupidiselt pöörlevad kahe kruviga ekstruuderid
Vastupidiselt koos pöörlevatele ekstruuderitele on vastassuunas pöörlevatel kahe kruviga ekstruuderitel kruvid, mis pöörlevad vastupidises suunas. See konfiguratsioon loob materjalile olulise sõtkumis- ja lõikamisefekti, mille tulemuseks on põhjalik segunemine ja hajutamine. Vastupidiselt pöörlevad ekstruuderid on suurepärased rakendustes, mis nõuavad intensiivset nihket, näiteks lahusti eemaldamine, reaktiivne ekstrusioon ja väga täidetud materjalide segamine. Need tagavad täpse kontrolli viibimisaja ja nihkekiiruse üle, muutes need sobivaks nõudlikeks töötlemistingimusteks.

Tagurdatavad kahe kruviga ekstruuderid
Sisselülitatud tagurdavas kahe kruviga ekstruuderis on kaks kruvi sümmeetriliselt paigutatud, kuid pöörlevad vastassuundades. See konfiguratsioon takistab materjali liikumist “∞” kujul, kuna ühe kruvi spiraalne tee on teise poolt blokeeritud. Selle asemel kantakse materjal tahkete ainete transportimisel ettepoole peaaegu suletud C-kujulises õõnsuses. Kuid ühe kruvi välisläbimõõdu ja teise kruvi juure läbimõõdu vahel säilib tühimik, et materjal läbi saaks.

Kui materjal läbib kahe kruvi vahelise radiaalse pilu, allutatakse sellele intensiivne lõikamine, segamine ja tihendamine, mille tulemuseks on tõhus plastifitseerimine. Lisaks saab surveastet saavutada kruvi sammu järkjärgulise vähendamisega, muutes selle sobivaks paljude toodete töötlemiseks.

Mittehaarduv, vastassuunas pöörlev kahe kruviga ekstruuder
Võrgusilmaga ekstruuder, mida kasutatakse harvemini kui võrkudega ekstruuder, töötab mittesidemega, vastassuunas pöörleva kahe kruviga ekstruuder erinevalt ühe kruviga ekstruuderist, kuid sellel on sarnasusi, kuna see tugineb edasiantava materjali hõõrdumisele ja viskoossusele. Lisaks pea poole liikumisele võib materjal kahe kruvi vahelise suure radiaalse vahe tõttu avaldada erinevaid voolumustreid, mis võib põhjustada märkimisväärset lekkimist.

Lisaks võivad kruvi lendude suhtelised asendid põhjustada materjali rõhu ühe kruvi tõukejõu poolel suuremaks kui teise kruvi takistuse poolel, mille tulemuseks on materjali vool kõrgsurve tõukejõu poolelt kruvi takistuse poolele. teine ​​kruvi. Pöörlemine takistab materjali voolu punktis A, mille tulemuseks on vool ja mitmesugused muud voolumustrid, mis muudavad selle sobivaks segamiseks, õhutamiseks ja devulkaniseerimiseks.

Järeldus
Iga tüüpi kahe kruviga ekstruuder pakub ainulaadseid eeliseid ja võimalusi, et rahuldada paljude tööstusharude erinevaid töötlemisvajadusi. Nende ekstruuderite tüüpide erinevuste mõistmine on konkreetse rakenduse jaoks sobivaima varustuse valimisel ülioluline.

Olgu selleks optimaalse segamise efektiivsuse saavutamine, toote terviklikkuse säilitamine või töötlemise paindlikkuse parandamine, õigel kahe kruviga ekstruuderi valikul võib olla oluline mõju toote kvaliteedile, tootlikkusele ja üldisele tootmise edule.