Divu skrūvju ekstrūderu veidi

Twin Screw Extruder ir svarīgs aprīkojums, ko izmanto dažādās nozarēs tādu materiālu sajaukšanai, sajaukšanai un presēšanai kā plastmasa, pārtika un farmācija. Divskrūvju ekstrūdera daudzpusība padara to par būtisku aprīkojumu mūsdienu ražošanā. Tomēr ne visi ekstrūderi tiek radīti vienādi; tie ir dažāda veida, katrs ir piemērots konkrētām vajadzībām.

Šajā rakstā mēs izpētīsim dažādus divu skrūvju ekstrūderu veidus un to unikālās iespējas.

Kategorijā pēc skrūvju konfigurācijas 
Pamatojoties uz skrūvju konfigurāciju, divskrūvju ekstrūderus var iedalīt paralēlos divskrūvju ekstrūderos un konusveida divskrūvju ekstrūderos. Paralēlā divu skrūvju ekstrūderī skrūves ir paralēlas viena otrai visā to garumā. Koniskos divskrūvju ekstrūderos skrūves ir konusveida, un diametrs pakāpeniski samazinās no padeves gala līdz veidnes galam.

Paralēlais divu skrūvju ekstrūderis
Paralēlajiem divu skrūvju ekstrūderiem visā garumā ir vienāda diametra skrūves. Tos parasti izmanto poliolefīnu (piemēram, PE un PP), neilona, ​​PC, poliestera un citu materiālu apstrādei.

Priekšrocības
L/D attiecības pielāgošanās spēja joprojām ir paralēlo divu skrūvju ekstrūderu priekšrocība. Tos var pielāgot, lai palielinātu vai samazinātu L/D attiecību, reaģējot uz izmaiņām formēšanas apstākļos, lai atbilstu plastmasas apstrādes tehnoloģijas prasībām. Šī elastība paplašina paralēlo divu skrūvju ekstrūderu pielietojumu klāstu, ko ir grūti sasniegt ar koniskiem divskrūvju ekstrūderiem.

Trūkumi:
Nelielā centra attāluma starp abām skrūvēm un ierobežotās pieejamās vietas dēļ radiālie un vilces gultņi, kas atbalsta divas izejas vārpstas, un ar tiem saistītie piedziņas zobrati saskaras ar ievērojamām problēmām paralēlā divskrūvju ekstrūdera piedziņas pārnesumkārbā.

Neskatoties uz dizaineru pūlēm, joprojām ir grūti atrisināt reālās problēmas, kas saistītas ar ierobežotu nestspēju, mazo pārnesumu moduli un diametru, kā arī divu skrūvju gala diametru, kā rezultātā acīmredzami trūkst vērpes. jaudu. Ierobežots izejas griezes moments un ievērojami samazināta nestspēja ir ievērojams paralēlo divu skrūvju ekstrūderu trūkums.

Konisks divskrūvju ekstrūderis
Koniskiem divskrūvju ekstrūderiem ir lielāks diametrs skrūves padeves galā un mazāks diametrs formas galā. Šos ekstrūderus galvenokārt izmanto PVC apstrādei, un to unikālais dizains ir optimizēts īpašām materiālu prasībām.

Priekšrocības
Divas konusveida skrūves ir novietotas horizontāli, to asis ir leņķī, kad tās ir ievietotas mucā. Tā kā attālums starp vārpstām pakāpeniski tiek palielināts no šaurākā gala uz platāko galu, piedziņas pārnesumkārba var uzņemt lielāku centra attālumu starp abām izejas vārpstām. Šis izkārtojums nodrošina pietiekami daudz vietas zobratu, zobratu vārpstu, radiālo un vilces gultņu montāžai, tādējādi palielinot transmisijas efektivitāti.

Šī elastīgā konstrukcija ļauj uzstādīt lielākus radiālos un vilces gultņus ar vārpstām, kuru izmērs ir izturīgs pret lielu griezes momentu. Rezultātā koniskiem divu skrūvju ekstrūderiem ir nozīmīgas īpašības, tostarp liels darba griezes moments un slodzes nestspēja, kas tos atšķir no paralēliem divu skrūvju ekstrūderiem.

Trūkumi
Konisko divu skrūvju ekstrūderu trūkums ir to ierobežotā pielāgošanās spēja, jo skrūvēm ir dažāds diametrs visā garumā, kas var apgrūtināt vienmērīgu materiāla apstrādi. Turklāt jāņem vērā to dizaina sarežģītība un potenciāli augstākās būvniecības izmaksas.

Līdzības starp diviem veidiem
Viņiem abiem ir piespiedu plastmasas piedziņas mehānismi, labas sajaukšanas un plastifikācijas iespējas, kā arī atūdeņošanas iespējas. To pielāgošanās materiāliem un plastmasas izstrādājumu liešanas procesiem būtībā ir vienāda.

Atšķirības starp diviem veidiem
● Diametrs: paralēlajām dvīņu skrūvēm ir vienāds diametrs, savukārt koniskām dvīņu skrūvēm ir atšķirīgs diametrs mazajos un lielajos galos.
● Centra attālums: centra attālums starp paralēlām dvīņu skrūvēm paliek nemainīgs, savukārt konisko dvīņu skrūvju ass veido leņķi, kā rezultātā gar asi ir dažādi centra attāluma izmēri.
● L/D attiecība: paralēlas dvīņu skrūves L/D attiecība ir skrūves faktiskā garuma attiecība pret tās ārējo diametru, turpretim koniskas dvīņu skrūves L/D attiecība ir attiecība. no skrūves efektīvā garuma līdz tās lielo un mazo galu diametra vidējam rādītājam.

Redzams, ka lielākā atšķirība starp paralēlo dubultskrūvju ekstrūderu un konisko dubultskrūvju ekstrūderi slēpjas skrūves cilindra ģeometrijā, kas noved pie dažādām strukturālām un veiktspējas atšķirībām. Lai gan šiem diviem ekstrūderu veidiem ir savas īpašības, taču tiem ir savas priekšrocības.

Klasifikācija pēc dvīņu skrūves griešanās virziena
Divu skrūvju ekstrūderi tiek iedalīti kopā rotējošos un pretēji rotējošos veidos atbilstoši skrūves griešanās virzienam.

Kopā rotējošs divu skrūvju ekstrūderis
Kopīgi rotējošiem divskrūvju ekstrūderiem ir divas skrūves, kas rotē vienā virzienā. Šīs iekārtas ir efektīvas materiālu sajaukšanā un formulēšanā. Kopīgi rotējošie ekstrūderi spēj apstrādāt plašu viskozitātes un formulējumu klāstu, tāpēc tie ir ideāli piemēroti polimēru maisījumu, pamatsavienojumu un reakcijas ekstrūzijas apstrādei. Tiem ir lieliskas paštīrīšanas un pārneses īpašības, lai nodrošinātu, ka piedevas ir vienmērīgi izkliedētas un izkliedētas visā materiālā.

Kopīgi rotējošu divu skrūvju ekstrūderu priekšrocības:
● Uzlabota sajaukšana: savstarpēji savienojamas skrūves un pielāgojami skrūvju elementi ļauj precīzi kontrolēt sajaukšanas intensitāti un kvalitāti, ne tikai izmantojot vienas skrūves ekstrūderus.
● Apstrādes elastība: mērīšanas padeve ļauj neatkarīgi kontrolēt caurlaidspēju, nodrošinot vairākas apstrādes funkcijas vienā iekārtā.
● Kontrolēti apstrādes parametri: šaurs uzturēšanās laika sadalījums un precīza temperatūras kontrole uzlabo bīdes laika un temperatūras profilus konsekventai produkta kvalitātei.
● Efektīva ražošana: tilpuma transportēšana ļauj apstrādāt plašu materiālu klāstu ar minimālu dīkstāves laiku.
● IZMAKSAS EFEKTIVITĀTE: augsta elastība un produktivitāte plašam gala produktu klāstam ar nemainīgu kvalitāti, savukārt skrūvju nodilumu var kompensēt, regulējot skrūves ātrumu.

Pamatojoties uz skrūvju savstarpējo bloķēšanos, kad tās griežas, kopīgi rotējošos dubultskrūves ekstrūderus var klasificēt arī savienojošos, vienlaikus rotējošos divskrūvju ekstrūderos un nesaistītos, kopīgi rotējošos divskrūvju ekstrūderos.

Ieslēgts kopā rotējošs dubultskrūves ekstrūderis
Ieslēgtā līdzrotējošā dubultskrūves ekstrūderā skrūves fiksējas vai saķeras viena ar otru, kad tās griežas, tādējādi palielinot materiālu apstrādes un transportēšanas efektivitāti. Šis dizains uzlabo ekstrūdera sadalīto sajaukšanas spēju, kas atvieglo piedevu un pildvielu rūpīgu izkliedēšanu polimēra matricā.

Intermitējošus ekstrūderus parasti izmanto maisīšanas lietojumos, kur ir ļoti svarīga precīza daļiņu izmēra sadalījuma un maisījuma viendabīguma kontrole. Tie piedāvā izcilu mērogojamību un elastību, ļaujot ražotājiem pielāgot ekstrūzijas procesu konkrētām produkta prasībām.

Nesavienojoši kopā rotējoši dubultskrūvju ekstrūderi
No otras puses, nesavienojošā, vienlaikus rotējošā dubultskrūves ekstrūdera skrūves nebloķējas un nefiksējas, kad tās griežas. Tā vietā tie rotē tiešā tuvumā viens otram, nesaskaroties, ļaujot veikt dažāda veida materiālu apstrādi, bieži vien trausliem materiāliem vai bīdes jutīgiem lietojumiem, piemēram, termiski jutīgu polimēru, biomateriālu un pārtikas produktu apstrādei. Ekstrūderi, kas nesadarbojas, nodrošina saudzīgus apstrādes apstākļus, vienlaikus piedāvājot efektīvas sajaukšanas un sajaukšanas iespējas.

Pretēji rotējoši divu skrūvju ekstrūderi
Atšķirībā no kopīgi rotējošiem ekstrūderiem, pretēji rotējošiem dubultskrūves ekstrūderiem ir skrūves, kas griežas pretējā virzienā. Šī konfigurācija rada ievērojamu mīcīšanas un bīdes efektu uz materiālu, kā rezultātā notiek rūpīga samaisīšana un izkliede. Pretēji rotējošie ekstrūderi ir izcili lietojumos, kuros nepieciešama intensīva bīde, piemēram, desolventizācija, reaktīvā ekstrūzija un ļoti piepildītu materiālu sajaukšana. Tie nodrošina precīzu uzturēšanās laika un bīdes ātruma kontroli, padarot tos piemērotus prasīgiem apstrādes apstākļiem.

Ieslēgts atpakaļgaitas divskrūvju ekstrūderi
Ieslēgtā divskrūvju ekstrūderā abas skrūves ir novietotas simetriski, bet griežas pretējos virzienos. Šī konfigurācija neļauj materiālam pārvietoties “∞” formā, jo vienas skrūves spirālveida ceļš tiek bloķēts ar otru. Tā vietā cietvielu transportēšanas laikā materiāls tiek novadīts uz priekšu gandrīz slēgtā “C” formas dobumā. Tomēr starp vienas skrūves ārējo diametru un otras skrūves saknes diametru tiek saglabāta atstarpe, lai materiāls varētu iziet cauri.

Materiālam izejot cauri radiālajai spraugai starp abām skrūvēm, tas tiek pakļauts intensīvai griešanai, sajaukšanai un blīvēšanai, kā rezultātā notiek efektīva plastifikācija. Turklāt kompresijas pakāpi var realizēt, pakāpeniski samazinot skrūves soli, padarot to piemērotu plaša produktu klāsta apstrādei.

Nesavienojošs, pretēji rotējošs dubultskrūves ekstrūderis
Retāk izmantotais ekstruderis ar tīklu, kas nav savienots, pretēji rotējošais divskrūves ekstrūderis darbojas atšķirīgi no vienas skrūves ekstrūdera, taču tam ir līdzības, jo tas balstās uz berzi un viskozu izturību pret transportējamo materiālu. Papildus kustībai pret galvu materiālam var būt dažādi plūsmas modeļi, jo starp abām skrūvēm ir liela radiālā atstarpe, kas var izraisīt ievērojamu noplūdi.

Turklāt skrūvju virzienu relatīvās pozīcijas var izraisīt materiāla spiedienu vienas skrūves vilces pusē, kas ir lielāks par otras skrūves pretestības pusi, kā rezultātā materiāls plūst no augstspiediena vilces puses uz skrūves pretestības pusi. cita skrūve. Rotācija kavē materiāla plūsmu punktā A, kā rezultātā rodas plūsma un dažādi citi plūsmas modeļi, kas padara to piemērotu sajaukšanai, ventilācijai un devulkanizācijai.

Secinājumi
Katrs divskrūvju ekstrūdera veids piedāvā unikālas priekšrocības un iespējas, lai apmierinātu dažādas apstrādes vajadzības dažādās nozarēs. Izpratne par atšķirībām starp šiem ekstrūderu veidiem ir ļoti svarīga, lai izvēlētos vispiemērotāko aprīkojumu konkrētam lietojumam.

Neatkarīgi no tā, vai tas ir nepieciešams, lai sasniegtu optimālu sajaukšanas efektivitāti, saglabātu produkta integritāti vai uzlabotu apstrādes elastību, pareiza divskrūvju ekstrūdera izvēle var būtiski ietekmēt produkta kvalitāti, produktivitāti un vispārējos ražošanas panākumus.