쌍나선 압출기의 종류
쌍스크류 압출기는 플라스틱, 식품, 제약 등과 같은 재료를 혼합, 복합 및 압출하기 위해 다양한 산업에서 사용되는 중요한 장비입니다. 쌍스크류 압출기의 다용성은 이를 현대 제조업에서 필수적인 장비로 만듭니다. 그러나 모든 압출기가 동일하게 만들어지는 것은 아니며, 각각 특정 필요에 맞게 다양한 유형이 존재합니다.
이 문서에서는 다양한 유형의 투스crew 엑스트루더와 그들의 독특한 기능에 대해 탐구해보겠습니다.
스크류 구성별로 분류
스크류 구성에 따라 투스crew 엑스트루더는 평행 투스crew 엑스트루더와 원추형 투스crew 엑스트루더로 분류될 수 있습니다. 평행 투스crew 엑스트루더에서는 스크류가 전체 길이에 걸쳐 서로 평행합니다. 원추형 투스crew 엑스트루더에서는 스크류가 점점 좁아지고, 먹이 측에서 다이 측으로 직경이 점차 감소합니다.
평행한 듀얼 스크류 압출기와 같습니다.
평행 투스crew 엑스트루더는 스크류의 직경이 전체 길이에 걸쳐 동일합니다. 이들은 일반적으로 폴리올레핀(PE 및 PP 등), 나일론, PC, 폴리에스터 및 기타 재료를 처리하는 데 사용됩니다.
장점
L/D 비율의 유연성은 여전히 병렬형 쌍나선 압출기의 장점입니다. 이를 조정하여 성형 조건의 변화에 따라 L/D 비율을 증가시키거나 감소시켜 플라스틱 가공 기술의 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다. 이러한 유연성은 원추형 쌍나선 압출기로는 어려운 병렬형 쌍나선 압출기의 적용 범위를 확대합니다.
단점:
두 나선 사이의 작은 중심 거리와 제한된 공간 때문에, 두 출력 샤프트를 지지하는 방사 베어링과 추력 베어링 및 관련 드라이브 기어는 병렬형 쌍나선 압출기의 드라이브 기어박스에서 큰 도전 과제에 직면해 있습니다.
설계사들의 노력에도 불구하고, 실제 문제인 저하된 베어링 용량, 작은 모듈러스와 기어 직경, 그리고 두 개의 나사 후단의 감소된 직경으로 인해 비틀림 용량이 명확히 부족하다. 제한된 출력 토크와 크게 줄어든 베어링 용량은 평행 이중 나사 압출기의 두드러진 단점이다.
원추형 이중 나사 압출기
원추형 이중 나사 압출기는 나사의 급료단에서 더 큰 직경을 가지고 있으며 다이 측에서는 직경이 작아진다. 이러한 압출기는 주로 PVC 가공에 사용되며, 고유한 설계는 특정 재료 요구 사항에 최적화되어 있다.
장점
두 개의 원뿔형 나사는 배럴에 삽입될 때 수평으로 배열되며, 축이 각도를 이룹니다. 샤프트 간 거리가 좁은 쪽에서 넓은 쪽으로 점차 증가하기 때문에 드라이브 기어박스는 두 출력 샤프트 간 더 큰 중심 거리를 수용할 수 있습니다. 이러한 배열은 기어, 기어 샤프트, 방사 및 추력 베어링을 설치하는 데 충분한 공간을 제공하여 전달 효율성을 향상시킵니다.
이 유연한 설계는 고 토크 전달에 견딜 수 있는 크기의 샤프트와 함께 더 큰 방사 및 추력 베어링을 설치할 수 있도록 합니다. 그 결과, 원뿔형 병렬 나사 압출기는 높은 작동 토크와 하중 용량 등의 중요한 특징을 가지고 있어 평행한 병렬 나사 압출기와 차별화됩니다.
단점
원추형 쌍나선 압출기의 단점은 나선이 길이에 따라 다른 직경을 가지므로 재료 처리를 균일하게 하는 것이 어려울 수 있어 유연성이 제한적이라는 것입니다. 또한, 설계의 복잡성과 잠재적으로 높은 건설 비용도 고려해야 할 요소입니다.
두 유형 간의 유사점
둘 다 강제적인 플라스틱 추진 메커니즘, 우수한 혼합 및 가소화 능력, 그리고 탈수 능력을 가지고 있습니다. 그들은 재료와 플라스틱 제품 성형 공정에 대한 적응성도 기본적으로 동일합니다.
두 유형 간의 차이점
● 직경: 평행 쌍 나선은 동일한 직경을 가지며, 원추형 쌍 나선은 작은 쪽과 큰 쪽 끝에서 서로 다른 직경을 가집니다.
● 중심 거리: 평행 쌍 나선의 중심 거리는 동일하지만, 원추형 쌍 나선의 축은 각도를 이루기 때문에 축에 따라 중심 거리가 달라집니다.
● L/D 비율: 평행한 쌍스크류의 L/D 비율(L/D)은 스크류의 유효 길이와 그 외경의 비율이며, 원추형 쌍스크류의 L/D 비율은 스크류의 유효 길이와 그 큰 끝과 작은 끝 직경의 평균의 비율이다.
평행한 쌍스크류 압출기와 원추형 쌍스크류 압출기의 가장 큰 차이는 스크류 배럴의 기하학적 형태에 있으며, 이는 다양한 구조적 및 성능 차이를 초래한다. 이 두 종류의 압출기는 각각 고유한 특성을 가지고 있지만, 각각의 장점이 있다.
쌍스크류의 회전 방향에 따른 분류
쌍스크류 압출기는 스크류의 회전 방향에 따라 동회전식과 반대회전식으로 분류됩니다.
동회전식 쌍스크류 압출기
동회전 쌍스크류 압출기는 두 개의 스크류가 같은 방향으로 회전하는 구조입니다. 이 기계는 재료를 혼합하고 조성하는데 매우 효율적입니다. 다양한 점도와 조성물을 처리할 수 있는 능력 때문에 동회전 압출기는 폴리머 블렌드, 마스터배치 및 반응 압출 응용 분야에 이상적입니다. 탁월한 자가 청소 및 전송 특성을 통해 첨가제가 물질 전체에 균일하게 분산되고 분포될 수 있도록 보장합니다.
동회전 쌍스크류 압출기의 장점:
● 강화된 혼합: 상호 교차하는 스크류와 맞춤형 스크류 요소로 인해 단일 스크류 압출기보다 더 정확하게 혼합 강도와 품질을 제어할 수 있습니다.
● 가공 유연성: 계량 급여 시스템은 처리량을 독립적으로 제어할 수 있게 해주며, 하나의 기계에서 여러 가지 가공 기능을 수행할 수 있습니다.
● 제어된 처리 매개변수: 좁은 체류 시간 분포와 정확한 온도 제어는 일관된 제품 품질을 위해 전단-시간-온도 프로필을 개선합니다.
● 효율적인 생산: 부피적 이송 방식은 최소한의 다운타임으로 다양한 재료를 처리할 수 있습니다.
● 비용 효율성: 일관된 품질로 다양한 최종 제품에 대한 높은 유연성과 생산성을 제공하며, 나사 마모는 나사 속도 조정으로 보상할 수 있습니다.
나사가 회전할 때의 상호 작용 특성에 따라 동조형 2중 나사 압출기는 교차 동조형 2중 나사 압출기와 비교차 동조형 2중 나사 압출기로 더 세분화될 수 있습니다.
접합 동조형 2중 나사 압출기
동작형 상호 회전 이중 나선 압출기에서 나선들은 회전하면서 서로 잠금 또는 결합 상태를 형성하여 이를 통해 물질 처리 및 전달의 효율성이 향상됩니다. 이러한 설계는 분산 혼합 능력을 강화하여 폴리머 매트릭스 내 첨가제 및 충진제의 완전한 분산을 촉진합니다.
간헐적 압출기는 입자 크기 분포와 혼합 균일성의 정확한 제어가 중요한 복합 소재 응용 분야에서 주로 사용됩니다. 이들은 뛰어난 확장성과 유연성을 제공하여 제조업체들이 특정 제품 요구 사항에 맞게 압출 과정을 맞춤설정할 수 있도록 합니다.
비결합형 상호 회전 이중 나선 압출기
다른 한편, 비메시ング 동조형 쌍나선 압출기는 나선이 회전할 때 서로 맞물리지 않습니다. 대신, 두 나선은 서로 맞물리지 않고 가까운 거리에서 회전하며, 이는 파손되기 쉬운 재료나 전단 민감성 응용 분야(예: 열에 민감한 고분자, 생체재료 및 식품 제품 처리)에 적합한 다른 유형의 물질 처리를 가능하게 합니다. 비맞물림식 압출기는 효율적인 혼합 및 복합화 능력을 제공하면서도 부드러운 처리 조건을 제공합니다.
상반된 회전 방향의 쌍나선 압출기
동방향 회전 압출기와는 달리, 반대 방향으로 회전하는 이중 나선 압출기는 서로 반대 방향으로 회전하는 나사로 구성되어 있습니다. 이러한 구조는 물질에 강력한 혼합과 전단 효과를 생성하여 완벽한 혼합과 분산을 가져옵니다. 반대 방향 회전 압출기는 높은 전단이 필요한 응용 분야에서 뛰어난 성능을 발휘하며, 예를 들어 탈용제화, 반응성 압출 및 고체 채움물이 많은 재료의 혼합 등에 적합합니다. 이들은 체류 시간과 전단 속도에 대한 정확한 제어를 제공하여 까다로운 가공 조건에서도 사용할 수 있습니다.
반대 방향 회전 이중 나선 압출기 작동
동작 중인 교차 회전형 쌍나선 압출기에서 두 나선은 대칭적으로 배치되지만 반대 방향으로 회전합니다. 이 구성은 물질이 "∞" 모양으로 이동하는 것을 방지하며, 하나의 나선의 나선형 경로는 다른 나선에 의해 차단됩니다. 대신 고체 전송 중에는 물질이 거의 닫힌 "C" 자형 공간을 통해 앞으로 전달됩니다. 그러나 한 나선의 외경과 다른 나선의 내경 사이에는 물질이 통과할 수 있도록 간격이 유지됩니다.
물질이 두 나선 사이의 방사형 간격을 통과할 때 강한 전단력, 혼합 및 압축을 받으며 효과적인 가소화가 이루어집니다. 또한 점진적으로 나선 피치를 줄임으로써 압축 비율을 실현할 수 있어 다양한 제품을 처리하기에 적합합니다.
비교차식 반대 회전형 쌍나선 압출기
메싱 엑스트루더보다 덜 일반적으로 사용되지만, 메싱되지 않는 반대 회전형 쌍나선 엑스트루더는 단일 나선 엑스트루더와는 다르게 작동하지만, 물질을 전달하기 위해 마찰과 점성 저항에 의존한다는 점에서는 유사합니다. 헤드 쪽으로의 이동 외에도, 두 나선 사이의 큰 방사형 간격 때문에 물질이 다양한 흐름 패턴을 보일 수 있으며, 이로 인해 상당한 누출이 발생할 수 있습니다.
또한 나선 날개들의 상대적 위치는 하나의 나선의 추력 측의 물질 압력이 다른 나선의 저항 측보다 높아지도록 하여, 고압의 추력 측에서 다른 나선의 저항 측으로 물질이 흐르도록 합니다. A점에서 회전이 물질의 흐름을 방해하여 다양한 흐름 패턴이 생성되며, 이를 통해 혼합, 배기 및 재비울카나이제이션 응용 분야에 적합하게 됩니다.
결론
각종 산업의 다양한 가공 요구 사항을 충족하기 위해 모든 종류의 쌍추출기에는 고유한 이점과 기능이 있습니다. 이러한 압출기 유형 간의 차이점을 이해하는 것은 특정 응용 프로그램에 가장 적합한 장비를 선택하는 데 중요합니다.
최적의 혼합 효율성을 달성하거나 제품의 완전성을 유지하거나 가공 유연성을 향상시키는 데 사용하더라도 올바른 쌍추출기를 선택하면 제품 품질, 생산성 및 전체 제조 성공에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.