Tipos de Extrusores de Parafuso Duplo
O Extrusor de Parafuso Gêmeo é uma peça importante de equipamento usada em várias indústrias para misturar, compor e extrudir materiais como plásticos, alimentos e farmacêuticos. A versatilidade do extrusor de parafuso gêmeo o torna uma peça essencial de equipamento em fabricação moderna. No entanto, nem todos os extrusores são iguais; eles vêm em diferentes tipos, cada um adequado a necessidades específicas.
Neste artigo, exploraremos os diferentes tipos de extrusoras de parafusos gêmeos e suas capacidades únicas.
Categorizados por Configuração de Parafuso
Com base na configuração do parafuso, as extrusoras de parafusos gêmeos podem ser categorizadas em extrusoras de parafusos gêmeos paralelos e extrusoras de parafusos gêmeos cônico. Em uma extrusora de parafusos gêmeos paralela, os parafusos são paralelos entre si ao longo de toda a sua extensão. Nas extrusoras de parafusos gêmeos cônico, os parafusos são afilados e o diâmetro diminui gradualmente da extremidade de alimentação até a extremidade da matriz.
Extrusor de parafuso gêmeo paralelo
As extrusoras de parafusos gêmeos paralelas têm parafusos com o mesmo diâmetro ao longo de toda a sua extensão. Elas são comumente usadas para processar poliolefinas (como PE e PP), nylon, PC, poliéster e outros materiais.
Vantagens
A adaptabilidade da razão L/D permanece uma vantagem dos extrusores de parafusos gêmeos paralelos. Eles podem ser ajustados para aumentar ou diminuir a razão L/D em resposta às mudanças nas condições de moldagem, atendendo aos requisitos da tecnologia de processamento de plásticos. Essa flexibilidade amplia o espectro de aplicações dos extrusores de parafusos gêmeos paralelos, algo que é difícil de alcançar com extrusores de parafusos gêmeos cônico.
Desvantagens:
Devido à pequena distância entre os centros dos dois parafusos e ao espaço limitado disponível, os rolamentos radiais e de empuxo que suportam os dois eixos de saída e as engrenagens associadas enfrentam desafios significativos na caixa de engrenagens do extrusor de parafusos gêmeos paralelos.
Apesar dos esforços dos designers, ainda é difícil resolver os problemas reais de capacidade de suporte limitada, módulo e diâmetro pequenos das engrenagens, além do diâmetro reduzido na extremidade traseira dos dois roscas, resultando em uma evidente falta de capacidade torsional. O torque de saída limitado e a significativa redução na capacidade de suporte é uma desvantagem proeminente nos extrusores de rosca geminada paralela.
Extrusor de rosca geminada cônica
Os extrusores de rosca geminada cônica possuem um diâmetro maior na extremidade de alimentação da rosca e um diâmetro menor na extremidade da matriz. Esses extrusores são usados principalmente para processamento de PVC e seu design único é otimizado para requisitos específicos de materiais.
Vantagens
As duas parafusos cónicas são dispostas horizontalmente com seus eixos em um ângulo quando inseridos no barril. À medida que a distância entre os eixos aumenta gradualmente da extremidade mais estreita para a mais larga, a caixa de engrenagens de transmissão pode acomodar uma maior distância central entre os dois eixos de saída. Essa disposição fornece espaço suficiente para montagem de engrenagens, eixos de engrenagens, rolamentos radiais e de empuxo, aumentando assim a eficiência de transmissão.
Este design flexível permite a instalação de rolamentos radiais e de empuxo maiores com eixos dimensionados para suportar a transmissão de alto torque. Como resultado, extrusoras de parafuso gêmeo cônico oferecem características significativas, incluindo torque operacional alto e capacidade de carga elevada, que as diferenciam das extrusoras de parafuso gêmeo paralelo.
Desvantagens
A desvantagem dos extrusores de parafusos gêmeos cônico é sua adaptabilidade limitada, pois os parafusos têm diâmetros variáveis ao longo de suas extensões, o que pode dificultar o processamento uniforme do material. Além disso, a complexidade do design e os potencialmente maiores custos de construção são fatores a considerar.
Semelhanças entre os dois tipos
Ambos possuem mecanismos de propulsão plástica forçada, boas capacidades de mistura e plastificação, além de capacidades de desidratação. Sua adaptabilidade aos materiais e aos processos de moldagem de produtos plásticos é essencialmente a mesma.
Diferenças entre os dois tipos
● Diâmetro: Os parafusos gêmeos paralelos têm o mesmo diâmetro, enquanto os parafusos gêmeos cônico têm diâmetros diferentes nas extremidades pequena e grande.
● Distância Central: A distância central entre os parafusos gêmeos paralelos permanece a mesma, enquanto o eixo dos parafusos gêmeos cônico forma um ângulo, resultando em dimensões diferentes da distância central ao longo do eixo.
● Razão L/D: A razão L/D de um parafuso gêmeo paralelo é a relação entre o comprimento efetivo do parafuso e seu diâmetro externo, enquanto que a razão L/D de um parafuso gêmeo cônico é a relação entre o comprimento efetivo do parafuso e a média dos diâmetros de suas extremidades grande e pequena.
Pode-se observar que a maior diferença entre um extrusor de parafuso gêmeo paralelo e um extrusor de parafuso gêmeo cônico está na geometria do cilindro do parafuso, o que leva a várias diferenças estruturais e de desempenho. Embora esses dois tipos de extrusores tenham suas próprias características, cada um tem suas próprias vantagens.
Classificação de acordo com a direção de rotação do parafuso gêmeo
Os extrusores de parafuso gêmeo são categorizados em co-rotativos e contra-rotativos de acordo com a direção de rotação do parafuso.
Extrusor de parafuso gêmeo co-rotativo
Extrusoras de parafusos gêmeos co-rotativos possuem dois parafusos rotativos na mesma direção. Essas máquinas são eficientes na mistura e formulação de materiais. Com a capacidade de lidar com uma ampla gama de viscosidades e formulações, as extrusoras co-rotativas são ideais para processamento de blends de polímeros, masterbatches e aplicações de extrusão reativa. Elas têm excelentes características de auto-limpeza e transporte para garantir que os aditivos sejam uniformemente dispersos e distribuídos ao longo do material.
Vantagens das extrusoras de parafusos gêmeos co-rotativos:
● Mistura Aprimorada: Parafusos interdigitados e elementos de parafuso personalizáveis permitem controle preciso da intensidade e qualidade da mistura, superando extrusoras de parafuso único.
● Flexibilidade de Processamento: Alimentação por medição permite controle independente do throughput, permitindo múltiplas funções de processamento em uma única máquina.
● Parâmetros de Processamento Controlados: Distribuição estreita do tempo de residência e controle preciso da temperatura melhora os perfis de cisalhamento-tempo-temperatura para uma qualidade consistente do produto.
● Produção Eficiente: O transporte volumétrico permite que uma ampla gama de materiais seja processada com mínima paralisação.
● EFICIÊNCIA DE CUSTO: Alta flexibilidade e produtividade para uma ampla gama de produtos finais com qualidade consistente, enquanto o desgaste das rosas pode ser compensado ajustando a velocidade da rosa.
Com base no comportamento de encaixe das rosas durante sua rotação, extrusoras twin-screw co-rotativas podem ser classificadas ainda em extrusoras twin-screw co-rotativas com encaixe e sem encaixe.
Extrusora twin-screw co-rotativa com encaixe
Em um Extrusor de Parafusos Gemelhos Co-Rotativos Engajados, os parafusos travam ou se engajam uns com os outros enquanto giram, aumentando assim a eficiência no processamento e transporte do material. Este design melhora a capacidade de mistura distribuída do extrusor, facilitando a dispersão completa de aditivos e preenchimentos na matriz polimérica.
Extrusores intermitentes são geralmente utilizados em aplicações de composto onde o controle preciso da distribuição de tamanho de partícula e uniformidade da mistura é crítico. Eles oferecem excelente escalabilidade e flexibilidade, permitindo que fabricantes customizem o processo de extrusão às necessidades específicas do produto.
Extrusores de parafusos gemelhos co-rotativos não engajados
Por outro lado, os rolos de um extrusor gemelo co-rotativo não-meshing não se encaixam ou engajam enquanto giram. Em vez disso, eles giram em proximidade próxima um do outro sem se engajar, permitindo um tipo diferente de processamento de materiais, frequentemente para materiais frágeis ou aplicações sensíveis à cisalhamento, como o processamento de polímeros sensíveis ao calor, biomateriais e produtos alimentícios. Extrusores não-engajantes proporcionam condições de processamento suaves, ainda oferecendo capacidades eficientes de mistura e composto.
Extrusoras gemelas de rotação oposta
Em contraste com extrusoras co-rotativas, as extrusoras de rosca geminada contrarrotativas têm parafusos que giram em direções opostas. Essa configuração cria um efeito significativo de amassamento e cisalhamento no material, resultando em mistura e dispersão thorough. As extrusoras contrarrotativas se destacam em aplicações que exigem cisalhamento intensivo, como dessolvatização, extrusão reativa e mistura de materiais altamente preenchidos. Elas oferecem controle preciso do tempo de residência e taxa de cisalhamento, tornando-as adequadas para condições de processamento exigentes.
Acionamento de extrusoras de rosca geminada reversível
Em um extrusor de parafusos geminados engajados, os dois parafusos são posicionados simetricamente, mas giram em direções opostas. Essa configuração impede que o material se mova em um formato de '∞', pois o caminho helicoidal de um parafuso é bloqueado pelo outro. Em vez disso, durante o transporte de sólidos, o material é transportado para frente em uma cavidade quase fechada em formato de 'C'. No entanto, mantém-se uma abertura entre o diâmetro externo de um parafuso e o diâmetro da raiz do outro parafuso para permitir a passagem do material.
À medida que o material passa pela abertura radial entre os dois parafusos, ele é submetido a intenso cisalhamento, mistura e compactação, resultando em plástico eficaz. Além disso, a razão de compressão pode ser alcançada reduzindo gradualmente a pitch dos parafusos, tornando-a adequada para processar uma ampla gama de produtos.
Extrusor de parafusos geminados contrarrotativos não engajados
Menos comumente usado do que o extrusor de malha, o extrusor de parafusos gêmeos contrarrotativos não emalhados opera de forma diferente do extrusor de parafuso único, mas tem similaridades, pois confia na fricção e na resistência viscosa para transportar o material. Além do movimento em direção à cabeça, o material pode exibir diferentes padrões de fluxo devido à grande lacuna radial entre os dois parafusos, o que pode levar a uma vazão significativa.
Além disso, as posições relativas das pás dos parafusos podem causar uma pressão maior no material no lado de empuxo de um parafuso em relação ao lado de resistência do outro parafuso, resultando no fluxo de material do lado de alta pressão de empuxo para o lado de resistência do outro parafuso. A rotação impede o fluxo de material no ponto A, resultando em fluxo e uma variedade de outros padrões de fluxo que o tornam adequado para aplicações de mistura, ventilação e devulcanização.
Conclusão
Cada tipo de extrusora de parafuso duplo oferece benefícios e capacidades únicos para atender às diferentes necessidades de processamento de uma ampla gama de indústrias. Compreender as diferenças entre esses tipos de extrusoras é fundamental para escolher o equipamento mais apropriado para uma determinada aplicação.
Seja para alcançar a eficiência máxima de mistura, manter a integridade do produto ou melhorar a flexibilidade do processo, a escolha correta da extrusora de parafuso duplo pode ter um impacto significativo na qualidade do produto, produtividade e no sucesso geral do processo de fabricação.