Vrste dvovijačnih ekstruderjev Slovenija
Dvojni vijačni ekstruder je pomemben del opreme, ki se uporablja v različnih industrijah za mešanje, mešanje in ekstrudiranje materialov, kot so plastika, hrana in farmacevtski izdelki. Vsestranskost dvopolžnega ekstruderja je pomemben del opreme v sodobni proizvodnji. Vendar niso vsi ekstruderji enaki; prihajajo v različnih vrstah, od katerih je vsaka prilagojena posebnim potrebam.
V tem članku bomo raziskali različne vrste ekstrudorjev z dvema polžema in njihove edinstvene zmogljivosti.
Kategorizirano glede na konfiguracijo vijaka
Na podlagi konfiguracije polža lahko ekstruderje z dvema polžema razvrstimo v vzporedne ekstrudorje z dvema polžema in konične ekstrudorje z dvema polžema. Pri vzporednem dvopolžnem ekstruderju so polži vzporedni drug z drugim po vsej svoji dolžini. V stožčastih ekstrudorjih z dvema polžema so polži stožčasti in premer se postopoma zmanjšuje od dovajalnega konca do konca matrice.
Vzporedni dvojni vijačni ekstruder
Vzporedni dvovijačni ekstrudorji imajo polže z enakim premerom po celotni dolžini. Običajno se uporabljajo za predelavo poliolefinov (kot sta PE in PP), najlona, PC-ja, poliestra in drugih materialov.
Prednosti
Prilagodljivost razmerja L/D ostaja prednost vzporednih dvovijačnih ekstrudorjev. Prilagoditi jih je mogoče tako, da povečajo ali zmanjšajo razmerje L/D kot odgovor na spremembe pogojev oblikovanja, da izpolnijo zahteve tehnologije predelave plastike. Ta prilagodljivost razširja obseg uporabe za vzporedne dvopolžne ekstrudorje, kar je težko doseči s koničnimi dvovijačnimi ekstrudorji.
slabosti:
Zaradi majhne sredinske razdalje med obema polžema in omejenega razpoložljivega prostora se radialni in potisni ležaji, ki podpirajo dve odgonski gredi in pripadajoči pogonski zobniki, soočajo s precejšnjimi izzivi v pogonskem menjalniku vzporednega dvopolžnega ekstruderja.
Kljub trudu oblikovalcev je še vedno težko rešiti resnične težave omejene nosilnosti, majhnega modula in premera zobnikov ter zmanjšanega premera zadnjega dela obeh vijakov, kar ima za posledico očitno pomanjkanje torzijskih zmogljivost. Omejen izhodni navor in močno zmanjšana nosilnost sta pomembna pomanjkljivost vzporednih dvovijačnih ekstrudorjev.
Konični dvopolžni ekstruder
Konični ekstrudorji z dvojnim polžem imajo večji premer na dovodnem koncu polža in manjši premer na koncu matrice. Ti ekstruderji se večinoma uporabljajo za predelavo PVC-ja in njihova edinstvena zasnova je optimizirana za specifične zahteve materiala.
Prednosti
Dva stožčasta vijaka sta nameščena vodoravno z osmi pod kotom, ko sta vstavljena v cev. Ker se razdalja med gredmi postopoma povečuje od ožjega konca proti širšemu koncu, lahko pogonski menjalnik sprejme večjo sredinsko razdaljo med obema izhodnima gredema. Ta ureditev zagotavlja dovolj prostora za namestitev zobnikov, gredi zobnikov, radialnih in potisnih ležajev, s čimer se poveča učinkovitost prenosa.
Ta prilagodljiva zasnova omogoča namestitev večjih radialnih in potisnih ležajev z gredmi, ki so dimenzionirane tako, da prenesejo visok prenos navora. Kot rezultat, stožčasti dvovijačni ekstruderji ponujajo pomembne lastnosti, vključno z visokim obratovalnim navorom in nosilnostjo, po katerih se razlikujejo od vzporednih dvojnih polžnih ekstruderjev.
Slabosti
Pomanjkljivost koničnih dvopolžnih ekstrudorjev je njihova omejena prilagodljivost, saj imajo polži različne premere vzdolž svojih dolžin, zaradi česar je lahko težko doseči enotno obdelavo materiala. Poleg tega so dejavniki, ki jih je treba upoštevati, njihova konstrukcijska zapletenost in potencialno višji stroški gradnje.
Podobnosti med obema vrstama
Oba imata mehanizme za prisilni plastični pogon, dobre zmožnosti mešanja in plastificiranja ter zmožnosti odstranjevanja vode. Njihova prilagodljivost materialom in procesom oblikovanja plastičnih izdelkov je v bistvu enaka.
Razlike med obema vrstama
● Premer: vzporedni dvojni vijaki imajo enak premer, medtem ko imajo stožčasti dvojni vijaki različne premere na majhnem in velikem koncu.
● Sredinska razdalja: Sredinska razdalja med vzporednima dvojnima vijakoma ostane enaka, medtem ko os stožčastega dvojnega vijaka tvori kot, kar povzroči različne dimenzije sredinske razdalje vzdolž osi.
● Razmerje L/D: razmerje L/D (L/D) vzporednega dvojnega vijaka je razmerje med efektivno dolžino vijaka in njegovim zunanjim premerom, medtem ko je razmerje L/D koničnega dvojnega vijaka razmerje efektivne dolžine vijaka na povprečje premerov njegovega velikega in majhnega konca.
Vidimo lahko, da je največja razlika med vzporednim dvojnim vijačnim ekstruderjem in koničnim dvojnim vijačnim ekstruderjem v geometriji vijačnega soda, kar vodi do različnih strukturnih in zmogljivostnih razlik. Čeprav imata ti dve vrsti ekstruderjev svoje značilnosti, imata svoje prednosti.
Razvrstitev glede na smer vrtenja dvojnega polža
Ekstruderji z dvojnim polžem so glede na smer vrtenja polža razvrščeni v vrste, ki se vrtijo sočasno in nasprotno.
Ko-rotacijski dvopolžni ekstruder
Ko-rotacijski dvopolžni ekstrudorji imajo dva polža, ki se vrtita v isto smer. Ti stroji so učinkoviti pri mešanju in oblikovanju materialov. S sposobnostjo obdelave širokega razpona viskoznosti in formulacij so ko-rotacijski ekstruderji idealni za predelavo polimernih mešanic, masterbatchov in aplikacij reakcijskega iztiskanja. Imajo odlične lastnosti samočiščenja in transporta, ki zagotavljajo, da so dodatki enakomerno razpršeni in porazdeljeni po materialu.
Prednosti sorotacijskih dvovijačnih ekstrudorjev:
● Izboljšano mešanje: medsebojni vijaki in prilagodljivi vijačni elementi omogočajo natančen nadzor intenzivnosti mešanja in kakovosti, ki presega ekstrudorje z enim polžem.
● Fleksibilnost obdelave: Merilni dovod omogoča neodvisen nadzor pretoka, kar omogoča več funkcij obdelave na enem stroju.
● Nadzorovani parametri obdelave: Ozka porazdelitev časa zadrževanja in natančen nadzor temperature izboljšata profile strižnega časa in temperature za dosledno kakovost izdelka.
● Učinkovita proizvodnja: Volumetrični transport omogoča obdelavo širokega nabora materialov z minimalnimi izpadi.
● STROŠKOVNA UČINKOVITOST: Visoka prilagodljivost in produktivnost za široko paleto končnih izdelkov z dosledno kakovostjo, medtem ko je obrabo vijaka mogoče kompenzirati s prilagajanjem hitrosti vijaka.
Glede na medsebojno zaskočno obnašanje polžev, ko se vrtijo, lahko sočasno vrteče se dvovijačne ekstruderje nadalje razvrstimo v sočasno vrtljive dvovijačne ekstruderje in nesooblične dvovijačne ekstrudorje.
Vključen ko-rotacijski dvopolžni ekstruder
V vpetem so-rotacijskem dvojnem vijačnem ekstruderju se vijaki med vrtenjem zaklenejo ali ujamejo drug z drugim, s čimer se poveča učinkovitost obdelave in transporta materiala. Ta zasnova povečuje zmožnost porazdeljenega mešanja ekstruderja, kar olajša temeljito disperzijo aditivov in polnil v polimerni matrici.
Intermitentni ekstruderji se običajno uporabljajo pri mešanju, kjer je kritična natančna kontrola porazdelitve velikosti delcev in enakomernost mešanice. Ponujajo odlično razširljivost in prilagodljivost, kar proizvajalcem omogoča, da prilagodijo postopek iztiskanja posebnim zahtevam izdelka.
Nevključujoči ko-rotacijski dvopolžni ekstrudorji
Po drugi strani pa se vijaki so-rotacijskega dvopolžnega ekstruderja brez zareze med vrtenjem ne zaskočijo ali zaskočijo. Namesto tega se vrtijo v neposredni bližini drug drugega, ne da bi se ujeli, kar omogoča drugačno vrsto obdelave materiala, pogosto za krhke materiale ali aplikacije, občutljive na striženje, kot je obdelava toplotno občutljivih polimerov, biomaterialov in prehrambenih izdelkov. Nevključujoči ekstruderji zagotavljajo nežne pogoje obdelave, medtem ko še vedno nudijo učinkovito mešanje in mešanje.
Nasprotno vrtljivi ekstruderji z dvojnim polžem
V nasprotju s sovrtečimi ekstrudorji imajo nasprotno vrteči dvovijačni ekstrudorji polže, ki se vrtijo v nasprotni smeri. Ta konfiguracija ustvarja pomemben učinek gnetenja in striženja materiala, kar ima za posledico temeljito mešanje in disperzijo. Nasprotno vrteči se ekstruderji so odlični v aplikacijah, ki zahtevajo intenzivno striženje, kot je desolventizacija, reaktivno iztiskanje in mešanje materialov z visoko polnitvijo. Zagotavljajo natančen nadzor zadrževalnega časa in strižne stopnje, zaradi česar so primerni za zahtevne pogoje obdelave.
Vklop vzvratnih dvopolžnih ekstruderjev
V vzvratnem ekstruderju z dvema polžema sta dva polža nameščena simetrično, vendar se vrtita v nasprotnih smereh. Ta konfiguracija preprečuje premikanje materiala v obliki "∞", saj spiralno pot enega vijaka blokira drugi. Namesto tega se med transportom trdnih snovi material transportira naprej v skoraj zaprti votlini v obliki črke "C". Vendar pa je med zunanjim premerom enega vijaka in premerom korena drugega vijaka ohranjena vrzel, da se omogoči prehod materiala.
Ko material prehaja skozi radialno režo med obema vijakoma, je izpostavljen intenzivnemu striženju, mešanju in stiskanju, kar ima za posledico učinkovito plastifikacijo. Poleg tega je mogoče kompresijsko razmerje doseči s postopnim zmanjševanjem koraka vijaka, zaradi česar je primeren za obdelavo široke palete izdelkov.
Nevključujoč nasprotno vrteč se dvopolžni ekstruder
Manj pogosto uporabljen kot mrežni ekstruder, nasprotno vrteči se dvojni vijačni ekstruder brez mreže deluje drugače kot ekstruder z enim polžem, vendar ima podobnosti v tem, da se pri transportu materiala opira na trenje in viskozno odpornost. Poleg gibanja proti glavi lahko material kaže različne vzorce toka zaradi velike radialne reže med obema vijakoma, kar lahko vodi do znatnega puščanja.
Poleg tega lahko relativni položaji letvic vijakov povzročijo, da je tlak materiala na potisni strani enega vijaka višji od uporovne strani drugega vijaka, kar povzroči pretok materiala od visokotlačne potisne strani na stran upora drugi vijak. Vrtenje ovira pretok materiala v točki A, kar ima za posledico tok in različne druge vzorce toka, zaradi katerih je primeren za mešanje, odzračevanje in devulkanizacijo.
zaključek
Vsaka vrsta ekstruderja z dvojnim polžem ponuja edinstvene prednosti in zmogljivosti za izpolnjevanje različnih potreb obdelave v številnih panogah. Razumevanje razlik med temi tipi ekstruderjev je ključnega pomena za izbiro najprimernejše opreme za določeno aplikacijo.
Ne glede na to, ali gre za doseganje optimalne učinkovitosti mešanja, ohranjanje celovitosti izdelka ali izboljšanje fleksibilnosti obdelave, lahko prava izbira dvopolžnega ekstruderja pomembno vpliva na kakovost izdelka, produktivnost in splošni uspeh proizvodnje.