Typer av dubbelkruksextrudorer

Tvinskrufsextruder är en viktig del av utrustningen som används i olika industrier för att blanda, sammansätta och extrudera material som plast, livsmedel och läkemedel. Versaliteten hos tvinskrufsextrudern gör den till en nödvändig del av utrustningen i modern tillverkning. Dock är inte alla extruderingar lika; de finns i olika typer, var och en anpassad till specifika behov.

I denna artikel ska vi utforska de olika typerna av dubbelvitsextrudorer och deras unika förmågor.

Indelade efter vitskonfiguration
Baseras på vitskonfiguration kan dubbelvitsextrudorer indelas i parallella dubbelvitsextrudorer och koniska dubbelvitsextrudorer. I en parallell dubbelvitsextrudor är viterna parallella med varandra över hela sin längd. I koniska dubbelvitsextrudorer är viterna spetsiga och diametern minskar alltmer från foderändan till munstänsländan.

Parallell dubbel skruvextruder
Parallella dubbelvitsextrudorer har vitrar med samma diameter över hela sin längd. De används vanligtvis för bearbetning av polyolefiner (som PE och PP), nylon, PC, polyester och andra material.

Fördelar
Anpassningsbarheten av L/D-förhållandet förblir en fördel med parallella tvåskruvsextrudorer. De kan justeras för att öka eller minska L/D-förhållandet i svar på förändringar i formningsvillkoren för att uppfylla kraven inom plastbearbetningstekniken. Denna flexibilitet utökar tillämpningsområdena för parallella tvåskruvsextrudorer, något som är svårt att uppnå med koniska tvåskruvsextrudorer.

Nackdelar:
På grund av den små centrumavstånd mellan de båda skruvarna och det begränsade utrymmet som finns tillgängligt står de radialskeivningar och dricksskeivningar som stöder de båda utgångsavtake och deras associerade drivhjul inför betydande utmaningar i driftkassettan för en parallell tvåskruvsextrudor.

Trots ansträngningarna från designernas sida är det fortfarande svårt att lösa de verkliga problemen med begränsad bärande förmåga, liten modul och diameter på hjulen samt den minskade diametern på svansänden av de två skruvarna, vilket leder till en uppenbar brist på vridmoment. Begränsat utgående vridmoment och kraftigt minska bärande förmåga är ett framträdande nackdel hos parallella dubbel-skruvextrudorer.

Konisk dubbel-skruvextrudor
Koniska dubbel-skruvextrudorer har en större diameter vid skruvans matnings-slut och en mindre diameter vid formdelslutet. Dessa extrudorer används främst för bearbetning av PVC och deras unika design är optimerad för specifika materialkrav.

Fördelar
De två koniska skruvarna är placerade horisontellt med sina axlar i en vinkel när de infogas i fatet. När avståndet mellan axlarna alltmer ökar från det smalare ändet till det bredare ändet kan fördrivningsgearen hantera ett större centrumavstånd mellan de två utgångsaxlarna. Denna placering ger tillräckligt med utrymme för montering av täthjul, täxlar, radialskenningar och dragskenningar, vilket därmed höjer överförings-effektiviteten.

Denna flexibla design möjliggör installationen av större radialskenningar och dragskenningar med xlar dimensionerade att motstå hög torqueöverföring. Som ett resultat erbjuder koniska dubbel-skruvextrudorer betydande egenskaper, inklusive hög driftstorque och lastbärande kapacitet, som skillnad från parallella dubbel-skruvextrudorer.

Nackdelar
Nackdelen med koniska tvåskruvsextrudorer är deras begränsade anpassningsbarhet, eftersom skruvarna har varierande diameter längs sin längd, vilket kan göra det utmanande att uppnå en likformig materialbearbetning. Dessutom måste man ta hänsyn till deras designkomplexitet och potentiellt högre byggnadskostnader.

Likheter mellan de båda typerna
De har båda mekanismer för tvingad plastpropulsion, bra bland- och plastiseringsförmåga samt avvattningseffekt. Deras anpassningsbarhet till material och formering av plastprodukter är i princip densamma.

Skillnader mellan de båda typerna
● Diameter: Parallela tvåskruvor har samma diameter, medan koniska tvåskruvor har olika diameter på den lilla och stora änden.
● Mittavstånd: Mittavståndet mellan parallela tvåskruvor förblir konstant, medan axeln hos koniska tvåskruvor bildar en vinkel, vilket leder till olika mittavståndsdimensioner längs axeln.
● L/D-förhållande: L/D-förhållandet (L/D) för en parallell tvåskruv är förhållandet mellan skruvens effektiva längd och dess yttre diameter, medan L/D-förhållandet för en konisk tvåskruv är förhållandet mellan skruvens effektiva längd och medelvärdet av diametrarna på dess stora och lilla ändar.

Det kan ses att den största skillnaden mellan en parallell tvåskruvextruder och en konisk tvåskruvextruder ligger i skruvbarrelns geometri, vilket leder till olika strukturella och prestandaskiljaktigheter. Även om dessa två typer av extrudrar har sina egna karaktärsdrag, har de sina egna fördelar.

Klassificering enligt rotationsriktningen för de tvåskruvarna
Tvåskruvextrudrare indelas i samroterande och motroterande typer enligt skruvrotationens riktning.

Samroterande tvåskruvextruder
Kopparande tvåskruvsextruderare har två skruvar som roterar i samma riktning. Dessa maskiner är effektiva vid blandning och formulering av material. Med förmågan att hantera en bred spannning av viskositeter och formuleringar är kopparande extruderare idealiska för bearbetning av polymerblandningar, masterbatches och reaktionsextrusionssituationer. De har utmärkta självrensande och transporterande egenskaper för att säkerställa att tillägg jämnt sprids och distribueras genom materialet.

Fördelar med kopparande tvåskruvsextruderare:
● Förbättrad blandning: Interlackande skruvar och anpassningsbara skruvelement möjliggör noggrann kontroll av blandningsintensitet och kvalitet överstiger enskruvsextruderare.
● Bearbetningsflexibilitet: Mätning av foder tillåter oberoende kontroll av genomsättning, vilket möjliggör flera bearbetningsfunktioner på en enda maskin.
● Kontrollerade bearbetningsparametrar: Smal uppehållstidsfördelning och noggrann temperaturkontroll förbättrar skjuv-tid-temperaturprofiler för konstant produktkvalitet.
● Effektiv produktion: Volymsmässig transport möjliggör bearbetning av en bred räcka material med minimal nedtid.
● KOSTNADSEFFEKTIVITET: Hög flexibilitet och produktivitet för en bred räcka slutprodukter med konstant kvalitet, medan skruvutslitas kan kompenseras genom att justera skruvfarten.

Baseras på skruvarnas interagerande beteende när de roterar, kan samroterande tvåskruvextrudorer ytterligare klassas som engagerande samroterande tvåskruvextrudorer och icke-engagerande samroterande tvåskruvextrudorer.

Engagerande samroterande tvåskruvextrudor
I en engagerad samroterande tvåskruvsextruder låser skruvarna in varandra när de roterar, vilket förbättrar effektiviteten i materialbearbetning och transport. Denna design förstärker extrudarens förmåga till distribuerat blandning, vilket underlättar fullständig spridning av tilläggsmaterial och fyllmedel i polymermatrisen.

Intervallextrudare används vanligtvis i sammansättningsapplikationer där noggrann kontroll av partikelstorleksfördelning och blandningsenheter är avgörande. De erbjuder utmärkt skalbarhet och flexibilitet, vilket låter tillverkare anpassa extrusionsprocessen till specifika produktspecifikationer.

Icke-engagerande samroterande tvåskruvsextrudare
På den andra sidan, skruvarna i en icke-nedblandande dubbel-skruvextruder som roterar i samma riktning interlockar inte eller engagerar när de roterar. Istället roterar de i nära närhet till varandra utan att engagera, vilket tillåter en annan typ av materialbearbetning, ofta för känsliga material eller shear-känsliga tillämpningar såsom bearbetning av värme-känsliga polymerer, biomaterial och livsmedel. Icke-engagerande extrudorer erbjuder mjuka bearbetningsvillkor samtidigt som de fortfarande erbjuder effektiva bland- och kompounderingsmöjligheter.

Dubbel-skruvextruder med motrörelse
I motstyft till samroterande extrudorer har motroterande twinskrufsextrudorer skruvar som roterar i motsatt riktning. Denna konfiguration skapar en betydande knådning och skjuvningseffekt på materialet, vilket resulterar i grundlig blandning och dispersion. Motroterande extrudorer presterar utmärkt i tillämpningar som kräver intensiv skjuvning, såsom avlösningsprocesser, reaktiv extrusion och blandning av höggradigt fyllda material. De ger precist kontroll över uppehållstid och skjuvningshastighet, vilket gör dem lämpliga för krävande bearbetningsvillkor.

Anslutning av omväxlande twinskrufsextrudorer
I en engagerad, motvarvande tvåskruvsextruder är de båda skruvarna symmetriskt placerade men roterar i motsatta riktningar. Denna konfiguration förhindrar att materialet flyttas i en ”∞” form, eftersom den helikala banan av en skruv blockeras av den andra. Istället, under förflyttning av fasta material, flyttas materialet framåt i en nästan stängd ”C”-formad kavitet. Dock hålls ett mellanrum mellan den yttre diameter av en skruv och rot-diameter av den andra skruven för att låta materialet passera.

När materialet passerar genom det radialska mellanrummet mellan de två skruvarna utsätts det för intensiv smörjning, blandning och komprimering, vilket resulterar i effektiv plastifiering. Dessutom kan tryckförhållandet realiseras genom att alltmer minska skruvpitchen, vilket gör det lämpligt för bearbetning av en bred utbud av produkter.

Icke-engagerande motvarvande tvåskruvsextruder
Används mindre vanligt än nätextrudern, opererar den icke-nätande motvarvande tvåskruvsextrudern annorlunda än den enskilska skruvsextrudern, men har likheter i att den förlitar sig på friktion och viskös motstånd för att föra material. Utöver rörelse mot huvudet kan materialet visa olika flödesmönster på grund av den stora radialskacken mellan de båda skruvarna, vilket kan leda till betydande läckage.

Dessutom kan de relativa positionerna av skruvfläktarna orsaka att materialets tryck på trycksidan av en skruv är högre än motståndssidan på den andra skruven, vilket resulterar i materialflöde från den högtrycks trycksidan till motståndssidan på den andra skruven. Rotation hindrar materialflödet vid punkt A, vilket resulterar i flöde och en mängd andra flödesmönster som gör det lämpligt för blandning, ventilation och avvulkaniseringstillämpningar.

Slutsats
Varje typ av tvåskruvsextruder erbjuder unika fördelar och möjligheter för att uppfylla de varierande bearbetningsbehoven inom en bred spektrum av industrier. Att förstå skillnaderna mellan dessa extrudertyper är avgörande för att välja den mest lämpliga utrustningen för ett visst tillfälle.

Oavsett om målet är att uppnå optimal blandningseffektivitet, bibehålla produktenheten eller förbättra bearbetningsflexibiliteten kan rätt val av tvåskruvsextruder ha en betydande påverkan på produktkvalitet, produktivitet och övergripande framgång i tillverkningen.