Tipuri de extrudere cu dublu șurub

Extruder cu două șuruburi este un element important de echipament folosit în diverse industrii pentru amestecarea, compunerea și extrudarea materialelor, cum ar fi plasticurile, alimentele și produsele farmaceutice. Versatilitatea extruderului cu două șuruburi îl face pe aceasta un element esențial de echipament în fabricația modernă. Cu toate acestea, nu toți extruderii sunt creați egali; aceștia există în diferite tipuri, fiecare adaptat nevoilor specifice.

În acest articol, vom explora diferitele tipuri de extrudere cu două tornante și capacitățile lor unice.

Clasificate după configurarea tornantelor
Pe baza configurării tornantelor, extrudoarele cu două tornante pot fi clasificate în extrudoare cu două tornante paralele și extrudoare cu două tornante conice. Într-un extrudor cu două tornante paralele, tornantele sunt paralele una față de cealaltă pe tot parcursul lungimii lor. În extrudoarele cu două tornante conice, tornantele sunt trecate și diametrul scade treptat de la capătul de intrare la capătul de iesire.

Extruder cu două șurse gemene paralele
Extrudoarele cu două tornante paralele au tornante cu același diametru pe tot parcursul lungimii lor. Ele sunt folosite frecvent pentru prelucrarea poliolefineelor (cum ar fi PE și PP), niolonului, PC, poliestrelor și alte materiale.

Avantaje
Adaptabilitatea raportului L/D rămâne o avantaj a extruderoarelor cu două șuruburi gemene paralele. Acestea pot fi ajustate pentru a crește sau scădea raportul L/D în funcție de modificările condițiilor de modelare, pentru a satisface cerințele tehnologiei de prelucrare a plasticelor. Această flexibilitate extinde gama de aplicații a extruderoarelor cu două șuruburi gemene paralele, ceea ce este dificil de realizat cu extruderoarele cu două șuruburi gemene conice.

Dezavantaje:
Datorită micii distanțe dintre centre ale celor două șuruburi și spațiului limitat disponibil, manecile radiale și cele de impuls care susțin cele două axe de ieșire și înghemăturile asociate cu ele se confruntă cu provocări semnificative în cutia de viteze a extruderoarelor cu două șuruburi gemene paralele.

În ciuda eforturilor proiectanților, este încă dificil să se rezolve problemele reale legate de capacitatea redusă de suport, modul mic și diametrul geamelor, precum și diametrul redus al extremității finale a celor două șurse, ceea ce duce la o evidență lipsă de capacitate torsională. Capacitatea limitată de cuplu de ieșire și scăderea semnificativă a capacității de suport reprezintă un dezavantaj important al extruderoarelor cu două șurse paralele.

Extruderoaie cu două șurse conice
Extruderoarele cu două șurse conice au un diametru mai mare la extremitatea de introducere a șursei și un diametru mai mic la extremitatea preselor. Aceste extrudere sunt utilizate în principal pentru prelucrarea PVC-ului, iar designul lor unic este optimizat pentru cerințele specifice ale materialelor.

Avantaje
Cele două urze conice sunt aranjate orizontal cu axele lor sub un unghi atunci când sunt inserate în barilieră. Deoarece distanța dintre axe crește treptat de la capătul mai îngust la cel mai larg, cutia de viteze poate să acoste o distanță centrală mai mare între cele două axe de ieșire. Acest aranjament oferă spațiu suficient pentru montarea gealelor, a axlelor de gheare, a urselor radiale și a urselor de presiune, ceea ce crește eficiența transmisiei.

Acest proiect flexibil permite instalarea de ursi radiale și de presiune mai mari cu axle dimensionate să reziste transmisiei de cuplu ridicat. Ca urmare, extruderele cu două urzi conice oferă caracteristici semnificative, inclusiv cuplu de funcționare ridicat și capacitate de portare a incarcărilor, care le deosebesc de extruderele cu două urzi paralele.

Dezavantaje
Dezavantajul extruderoarelor cu două șuruburi conice este adaptabilitatea lor limitată, deoarece șuruburile au diametre diferite pe lungimea lor, ceea ce poate face ca procesarea materialului să fie dificil de uniformizat. De asemenea, complexitatea de design și eventualele costuri mai mari de construcție sunt factori de luat în considerare.

Asemănări între cele două tipuri
Ambele au mecanisme pentru propulsia plastică forțată, bune abilități de amestecare și plastificare, precum și capacitate de dehydration. Adaptabilitatea lor la materiale și procesele de modelare a produselor plastice este esențialmente aceeași.

Diferențe între cele două tipuri
● Diametru: Șuruburile gemene paralele au același diametru, în timp ce șuruburile gemene conice au diametre diferite la capetele mici și mari.
● Distanță centrală: Distanța centrală dintre șuruburile gemene paralele rămâne aceeași, în timp ce axa șuruburilor gemene conice formează un unghi, ceea ce duce la dimensiuni diferite ale distanței centrale de-a lungul axelor.
● Raportul L/D: Raportul L/D (L/D) al unui șurub geminat paralel este raportul dintre lungimea efectivă a șurubului și diametrul său exterior, în timp ce raportul L/D al unui șurub geminat conic este raportul dintre lungimea efectivă a șurubului și media diametrelor capetei sale mari și mici.

Se poate observa că cea mai mare diferență între un extruder cu șurub geminat paralel și unul cu șurub geminat conic constă în geometria barei de șurub, ceea ce duce la diferite diferențe structurale și de performanță. Deși aceste două tipuri de extrudere au caracteristici proprii, ele au fiecare avantajele lor.

Clasificare în funcție de direcția rotației șurubului geminat
Extruder-ii cu șurub geminat sunt clasificați în tipuri cu rotație concordantă și rotație opusă în funcție de direcția rotației șurubului.

Extruder cu șurub geminat cu rotație concordantă
Extrudere cu două șuruburi care rotesc în aceeași direcție au două șuruburi care rotesc în sensul aceluiasi. Aceste mașini sunt eficiente în amestecarea și formularea materialelor. Cu capacitatea de a gestiona o gamă largă de vizcosități și formule, extruder-ii cu rotație concurentă sunt ideali pentru prelucrarea amestecurilor de polimere, masterbatches și aplicații de extrudere cu reacție. Aceștia au caracteristici excelente de auto-netezare și transport care asigură că aditivele sunt dispuse și distribuite uniform în material.

Avantaje ale extruderelor cu două șuruburi care rotesc în aceeași direcție:
● Amestec îmbunătățit: Șuruburile care se intersectează și elementele personalizate ale șurubului permit un control precis al intensității și calității amestecului, depășind extruder-ii cu un singur șurub.
● Flexibilitate în prelucrare: Alimentarea dosată permite control independent al debitului, permițând mai multe funcții de prelucrare pe o singură mașină.
● Parametri de prelucrare controlați: O distribuție îngustă a timpului de reziție și o controlare precisă a temperaturii îmbunătățește profilele de timp-schimbare-temperatură pentru o calitate consistentă a produsului.
● Producție eficientă: Transportul volumetric permite prelucrarea unei gamă largă de materiale cu o întârziere minimă.
● EFICIENȚĂ DE COSTURI: O flexibilitate și productivitate înaltă pentru o gamă largă de produse finale cu o calitate constantă, în timp ce uzura șuruburilor poate fi compensată prin ajustarea vitezei de rotație a șurubului.

Pe baza comportamentului de interclasare al șuruburilor în timp ce se rotesc, extrudere cu dublu șurub în rotație corespunzătoare pot fi clasificate mai departe în extrudere cu dublu șurub în rotație corespunzătoare cu contact și fără contact.

Extrudere cu dublu șurub în rotație corespunzătoare cu contact
Într-un Extruder cu Două Surse Co-Rotative Engage, sursele se blochează sau se conectează una cu cealaltă în timp ce rotesc, ceea ce crește eficiența procesării și transportului materialului. Această concepere îmbunătățește capacitatea de amestec distribuit a extruderoarei, facilitând o dispersie completă a aditivelor și umplutoarelor în matricea polimerică.

Extruderoarele intermittente sunt de obicei utilizate în aplicații de compounding unde controlul precis al distribuției dimensiunii particulelor și a uniformității amestecului este crucial. Acestea oferă o scababilitate și flexibilitate excelente, permițând producătorilor să personalizeze procesul de extrudare conform cerințelor specifice produsului.

Extrudere cu două surse co-rotative ne-engage
Pe de altă parte, tornantele unui extrudor cu două șurse co-rotative ne-mesate nu se intersectează sau nu se angajează în timp ce rotesc. În schimb, acestea rotesc în apropiere una de cealaltă fără a se angaja, permițând un tip diferit de prelucrare a materialelor, adesea pentru materiale fragile sau aplicații sensibile la tăiere, cum ar fi prelucrarea polimerelor sensibile la căldură, biomaterialelor și produselor alimentare. Extrudoarele ne-angajate oferă condiții de prelucrare ușoare, dar totodată oferă capacități eficiente de amestecare și compounding.

Extrudoare cu două șurse în rotație opusă
În contrast cu extruderele care rotesc în aceeași direcție, extruderele cu două șuruburi care rotesc în sensuri opuse au șuruburi care se mișcă în direcții contrare. Această configurație creează un efect semnificativ de amestecare și tăiere asupra materialului, rezultând un amestec și o dispersie complete. Extruderele cu rotație opusă excelență în aplicații care necesită o tăiere intensă, cum ar fi dezolvarea, extruderea reactivă și amestecarea materialelor extrem de umplute. Acestea oferă o controlare precisă a timpului de retenție și a ratarei de tăiere, făcându-le potrivite pentru condiții de prelucrare exige.

Mobilizarea extruderelor cu două șuruburi în sensuri opuse
Într-un extruder cu două tornuri gemene și inversate, cele două tornuri sunt poziționate simetric dar rotesc în sensuri opuse. Această configurație previne mișcarea materialului într-o formă de „∞”, deoarece traiectoria eliceală a unei tornuri este blocată de cealaltă. În schimb, în timpul transportului de solide, materialul este transportat înainte într-o cavitate aproape închisă cu forma de „C”. Cu toate acestea, se menține o decuplare între diametrul exterior al unei tornuri și diametrul interior al celeilalte tornuri pentru a permite trecerea materialului.

Pe măsură ce materialul trece prin decuplarea radială dintre cele două tornuri, acesta este supus unor forțe intense de tăiere, amestecare și compresie, rezultând o plasticizare eficientă. De asemenea, raportul de compresie poate fi realizat prin scăderea progresivă a pasului tornurilor, făcându-l potrivit pentru prelucrarea unei gamă largă de produse.

Extruder cu două tornuri gemene și rotație inversă ne-engajate
Utilizat mai rar decât extruderul cu rețea, extruderul cu două șuruburi gemene care rotesc în sens opus fără rețea funcționează diferit față de extruderul cu un singur șurub, dar are asemănări în sensul că se bazează pe frecare și rezistența vizcoasă pentru a transporta materialul. Pe lângă mișcarea spre capăt, materialul poate prezenta diferite modele de curgere datorită golului radial mare dintre cele două șuruburi, ceea ce poate duce la o scurgere semnificativă.

În plus, pozițiile relative ale aripilor șuruburilor pot determina ca presiunea materialului pe partea de forțare a unui șurub să fie mai mare decât rezistența pe partea celuilalt șurub, ceea ce duce la curgerea materialului de pe partea de forțare la partea de rezistență a celuilalt șurub. Rotația împiedică curgerea materialului în punctul A, ceea ce duce la curgere și la o varietate de alte modele de curgere care îl fac potrivit pentru aplicații de amestecare, degazare și devulcanizare.

Concluzie
Fiecare tip de extrudor cu două scrobini oferă beneficii și capacitate unice pentru a satisface nevoile diferitelor procese dintr-o gamă largă de industrii. Înțelegerea diferențelor dintre aceste tipuri de extrudori este esențială pentru a alege echipamentul cel mai potrivit pentru o anumită aplicație.

Indiferent dacă scopul este atingerea unei eficiențe optimale a amestecării, menținerea integrității produsului sau îmbunătățirea flexibilității procesării, alegerea corectă a extrudorului cu două scrobini poate avea un impact semnificativ asupra calității produsului, productivității și succesului general al fabricației.