Typy dvojzávitovkových extrudérov
Dvojzávitovkový extrudér je dôležitým zariadením používaným v rôznych priemyselných odvetviach na miešanie, miešanie a vytláčanie materiálov, ako sú plasty, potraviny a liečivá. Všestrannosť dvojzávitovkového extrudéra z neho robí nevyhnutnú súčasť zariadenia v modernej výrobe. Nie všetky extrudéry sú však rovnaké; prichádzajú v rôznych typoch, z ktorých každý vyhovuje špecifickým potrebám.
V tomto článku preskúmame rôzne typy dvojzávitovkových extrudérov a ich jedinečné schopnosti.
Kategorizované podľa konfigurácie skrutiek
Na základe konfigurácie závitovky možno dvojzávitovkové extrudéry kategorizovať na paralelné dvojzávitovkové extrudéry a kónické dvojzávitovkové extrudéry. V paralelnom dvojzávitovkovom extrudéri sú závitovky navzájom rovnobežné po celej svojej dĺžke. V kužeľových dvojzávitovkových extrudéroch sú závitovky skosené a priemer sa postupne zmenšuje od podávacieho konca ku koncu matrice.
Paralelný dvojzávitovkový extrudér
Paralelné dvojzávitovkové extrudéry majú závitovky s rovnakým priemerom po celej dĺžke. Bežne sa používajú na spracovanie polyolefínov (ako PE a PP), nylonu, PC, polyesteru a iných materiálov.
výhody
Prispôsobivosť pomeru L/D zostáva výhodou paralelných dvojzávitovkových extrudérov. Môžu byť nastavené tak, aby zvýšili alebo znížili pomer L/D v reakcii na zmeny podmienok lisovania, aby vyhovovali požiadavkám technológie spracovania plastov. Táto flexibilita rozširuje rozsah aplikácií pre paralelné dvojzávitovkové extrudéry, čo je ťažké dosiahnuť s kužeľovými dvojzávitovkovými extrudérmi.
Nevýhody:
Vzhľadom na malú stredovú vzdialenosť medzi dvoma závitovkami a obmedzený priestor, ktorý je k dispozícii, čelia radiálne a axiálne ložiská podporujúce dva výstupné hriadele a súvisiace hnacie ozubené kolesá značným problémom v hnacej prevodovke paralelného dvojzávitovkového extrudéra.
Napriek úsiliu konštruktérov je stále ťažké vyriešiť skutočné problémy s obmedzenou únosnosťou, malým modulom a priemerom ozubených kolies, ako aj so zmenšeným priemerom zadného konca dvoch skrutiek, čo má za následok zjavný nedostatok torzných síl. kapacita. Obmedzený výstupný krútiaci moment a výrazne znížená nosnosť sú významnou nevýhodou paralelných dvojzávitovkových extrudérov.
Kónický dvojzávitovkový extrudér
Kónické dvojzávitovkové extrudéry majú väčší priemer na prívodnom konci závitovky a menší priemer na konci matrice. Tieto extrudéry sa používajú hlavne na spracovanie PVC a ich jedinečný dizajn je optimalizovaný pre špecifické materiálové požiadavky.
výhody
Dve kužeľové skrutky sú po zasunutí do hlavne usporiadané horizontálne, pričom ich osi sú pod uhlom. Ako sa vzdialenosť medzi hriadeľmi postupne zväčšuje od užšieho konca k širšiemu, hnacia prevodovka môže prispôsobiť väčšiu stredovú vzdialenosť medzi dvoma výstupnými hriadeľmi. Toto usporiadanie poskytuje dostatočný priestor pre montáž ozubených kolies, ozubených hriadeľov, radiálnych a axiálnych ložísk, čím sa zvyšuje účinnosť prevodovky.
Táto flexibilná konštrukcia umožňuje inštaláciu väčších radiálnych a axiálnych ložísk s hriadeľmi dimenzovanými tak, aby vydržali prenos vysokého krútiaceho momentu. Výsledkom je, že kónické dvojzávitovkové extrudéry ponúkajú významné vlastnosti, vrátane vysokého prevádzkového krútiaceho momentu a nosnosti, ktoré ich odlišujú od paralelných dvojzávitovkových extrudérov.
Nevýhody
Nevýhodou kužeľových dvojzávitovkových extrudérov je ich obmedzená prispôsobivosť, pretože závitovky majú po dĺžke rôzne priemery, čo môže sťažiť dosiahnutie rovnomerného spracovania materiálu. Okrem toho je potrebné zvážiť ich zložitosť návrhu a potenciálne vyššie stavebné náklady.
Podobnosti medzi týmito dvoma typmi
Oba majú mechanizmy na nútený plastový pohon, dobré miešacie a plastifikačné schopnosti a odvodňovacie schopnosti. Ich prispôsobivosť materiálom a procesom lisovania plastových výrobkov je v podstate rovnaká.
Rozdiely medzi týmito dvoma typmi
● Priemer: Paralelné dvojité skrutky majú rovnaký priemer, zatiaľ čo kužeľové dvojité skrutky majú rozdielny priemer na malom a veľkom konci.
● Stredová vzdialenosť: Stredová vzdialenosť medzi paralelnými dvojitými skrutkami zostáva rovnaká, zatiaľ čo os kužeľových dvojitých skrutiek tvorí uhol, čo vedie k rôznym rozmerom stredovej vzdialenosti pozdĺž osi.
● Pomer L/D: Pomer L/D (L/D) paralelnej dvojitej skrutky je pomer efektívnej dĺžky skrutky k jej vonkajšiemu priemeru, zatiaľ čo pomer L/D kónickej dvojitej skrutky je pomer efektívnej dĺžky skrutky k priemeru priemerov jej veľkých a malých koncov.
Je vidieť, že najväčší rozdiel medzi paralelným dvojzávitovkovým extrudérom a kužeľovým dvojzávitovkovým extrudérom spočíva v geometrii závitovkového valca, čo vedie k rôznym konštrukčným a výkonnostným rozdielom. Hoci tieto dva typy extrudérov majú svoje vlastné charakteristiky, majú svoje vlastné výhody.
Klasifikácia podľa smeru otáčania dvojzávitovky
Dvojzávitovkové extrudéry sú kategorizované na súbežné a protibežné typy podľa smeru otáčania závitovky.
Spoločne rotujúci dvojzávitovkový extrudér
Súbežne rotujúce dvojzávitovkové extrudéry majú dve závitovky rotujúce v rovnakom smere. Tieto stroje sú efektívne pri miešaní a formulovaní materiálov. So schopnosťou zvládnuť širokú škálu viskóz a formulácií sú korotujúce extrudéry ideálne na spracovanie polymérnych zmesí, predzmesi a aplikácie reakčného vytláčania. Majú vynikajúce samočistiace a dopravné vlastnosti, aby sa zabezpečilo, že prísady sú rovnomerne rozptýlené a distribuované v celom materiáli.
Výhody súbežne rotujúcich dvojzávitovkových extrudérov:
● Vylepšené miešanie: Do seba zapadajúce skrutky a prispôsobiteľné skrutkové prvky umožňujú presnú kontrolu intenzity a kvality miešania nad rámec jednozávitovkových extrudérov.
● Flexibilita spracovania: Dávkovací posuv umožňuje nezávislé riadenie priepustnosti, čo umožňuje viacero funkcií spracovania na jednom stroji.
● Kontrolované parametre spracovania: Úzka distribúcia času zotrvania a presná regulácia teploty zlepšujú profily šmyk-čas-teplota pre konzistentnú kvalitu produktu.
● Efektívna výroba: Objemová doprava umožňuje spracovať širokú škálu materiálov s minimálnymi prestojmi.
● NÁKLADOVÁ EFEKTÍVNOSŤ: Vysoká flexibilita a produktivita pre širokú škálu konečných produktov s konzistentnou kvalitou, pričom opotrebovanie skrutky možno kompenzovať nastavením rýchlosti skrutky.
Na základe vzájomného zachytenia závitoviek pri ich otáčaní možno súbežne rotujúce dvojzávitovkové extrudéry ďalej klasifikovať na zaberajúce súbežne rotujúce dvojzávitovkové extrudéry a nezaberajúce súbežne rotujúce dvojzávitovkové extrudéry.
Zaradený súbežne rotujúci dvojzávitovkový extrudér
V zapojenom spolurotujúcom dvojzávitovkovom extrudéri sa skrutky pri otáčaní uzamknú alebo do seba zapadnú, čím sa zvyšuje efektivita spracovania a dopravy materiálu. Táto konštrukcia zlepšuje distribuovanú miešaciu schopnosť extrudéra, čo uľahčuje dôkladné rozptýlenie aditív a plnív v polymérnej matrici.
Prerušované extrudéry sa zvyčajne používajú v aplikáciách zmiešavania, kde je rozhodujúca presná kontrola distribúcie veľkosti častíc a rovnomernosti zmesi. Ponúkajú vynikajúcu škálovateľnosť a flexibilitu, čo umožňuje výrobcom prispôsobiť proces extrúzie špecifickým požiadavkám na produkt.
Nezaberajúce súbežne rotujúce dvojzávitovkové extrudéry
Na druhej strane, skrutky nezaberajúceho súbežne rotujúceho dvojzávitovkového extrudéra sa pri otáčaní nezablokujú ani nezapadnú. Namiesto toho sa otáčajú vo vzájomnej tesnej blízkosti bez zapojenia, čo umožňuje iný typ spracovania materiálu, často pre krehké materiály alebo aplikácie citlivé na strih, ako je spracovanie polymérov citlivých na teplo, biomateriálov a potravinárskych výrobkov. Nezaberateľné extrudéry poskytujú jemné podmienky spracovania, pričom stále ponúkajú efektívne možnosti miešania a miešania.
Protibežné dvojzávitovkové extrudéry
Na rozdiel od korotujúcich extrudérov, protibežné dvojzávitovkové extrudéry majú závitovky, ktoré sa otáčajú v opačnom smere. Táto konfigurácia vytvára výrazný hnetací a strihací efekt na materiál, čo vedie k dôkladnému premiešaniu a dispergácii. Protibežné extrudéry vynikajú v aplikáciách, ktoré vyžadujú intenzívny strih, ako je desolventizácia, reaktívna extrúzia a miešanie vysoko plnených materiálov. Poskytujú presnú kontrolu doby zotrvania a rýchlosti šmyku, vďaka čomu sú vhodné pre náročné podmienky spracovania.
Zapojenie reverzných dvojzávitovkových extrudérov
V zapojenom reverznom dvojzávitovkovom extrudéri sú dve závitovky umiestnené symetricky, ale otáčajú sa v opačných smeroch. Táto konfigurácia zabraňuje pohybu materiálu v tvare „∞“, pretože špirálová dráha jednej skrutky je blokovaná druhou. Namiesto toho sa počas prepravy pevných látok materiál dopravuje dopredu v takmer uzavretej dutine v tvare písmena „C“. Avšak medzi vonkajším priemerom jednej skrutky a priemerom koreňa druhej skrutky je zachovaná medzera, aby materiál mohol prejsť.
Keď materiál prechádza cez radiálnu medzeru medzi dvoma závitovkami, je vystavený intenzívnemu strihu, miešaniu a zhutňovaniu, čo vedie k účinnej plastifikácii. Navyše, kompresný pomer je možné realizovať postupným znižovaním stúpania skrutiek, vďaka čomu je vhodný na spracovanie širokého spektra produktov.
Nezaberajúci protibežný dvojzávitovkový extrudér
Menej bežne používaný ako sieťový extrudér, nezasahujúci protibežný dvojzávitovkový extrudér funguje odlišne od jednozávitovkového extrudéra, ale má podobnosť v tom, že sa spolieha na trenie a viskózny odpor pri doprave materiálu. Okrem pohybu smerom k hlave môže materiál vykazovať rôzne vzory prúdenia v dôsledku veľkej radiálnej medzery medzi dvoma skrutkami, čo môže viesť k značnému úniku.
Okrem toho môžu vzájomné polohy závitoviek spôsobiť, že tlak materiálu na prítlačnej strane jednej závitovky je vyšší ako odporová strana druhej závitovky, čo má za následok tok materiálu z vysokotlakovej prítlačnej strany na odporovú stranu závitovky. iná skrutka. Rotácia bráni toku materiálu v bode A, čo má za následok tok a množstvo iných vzorcov toku, vďaka ktorým je vhodný na miešanie, odvzdušňovanie a devulkanizáciu.
záver
Každý typ dvojzávitovkového extrudéra ponúka jedinečné výhody a schopnosti, aby vyhovoval rôznym potrebám spracovania v širokej škále priemyselných odvetví. Pochopenie rozdielov medzi týmito typmi extrudérov je rozhodujúce pre výber najvhodnejšieho zariadenia pre konkrétnu aplikáciu.
Či už ide o dosiahnutie optimálnej účinnosti miešania, zachovanie integrity produktu alebo zlepšenie flexibility spracovania, správny výber dvojzávitovkového extrudéra môže mať významný vplyv na kvalitu produktu, produktivitu a celkový úspech výroby.