Mga Uri ng Twin Screw Extruder

Ang Twin Screw Extruder ay isang mahalagang piraso ng kagamitan na ginagamit sa iba't ibang industriya para sa paghahalo, pagsasama-sama at pag-extruding ng mga materyales tulad ng mga plastik, pagkain at mga parmasyutiko. Ang versatility ng twin-screw extruder ay ginagawa itong isang mahalagang piraso ng kagamitan sa modernong pagmamanupaktura. Gayunpaman, hindi lahat ng extruder ay nilikhang pantay; dumating sila sa iba't ibang uri, bawat isa ay angkop sa mga partikular na pangangailangan.

Sa artikulong ito, tuklasin natin ang iba't ibang uri ng twin-screw extruder at ang kanilang mga natatanging kakayahan.

Nakategorya ayon sa Configuration ng Screw 
Batay sa configuration ng screw, ang twin-screw extruder ay maaaring ikategorya sa parallel twin-screw extruder at conical twin-screw extruder. Sa isang parallel twin-screw extruder, ang mga turnilyo ay parallel sa bawat isa sa kabuuan ng kanilang haba. Sa conical twin-screw extruders, ang mga turnilyo ay tapered at ang diameter ay unti-unting bumababa mula sa feed end hanggang sa die end.

Parallel Twin Screw Extruder
Ang mga parallel twin-screw extruder ay may mga turnilyo na may parehong diameter sa kabuuan ng kanilang haba. Karaniwang ginagamit ang mga ito para sa pagproseso ng mga polyolefin (tulad ng PE at PP), nylon, PC, polyester at iba pang mga materyales.

Bentahe
Ang kakayahang umangkop ng L/D ratio ay nananatiling isang bentahe ng parallel twin screw extruders. Maaari silang ayusin upang madagdagan o bawasan ang ratio ng L/D bilang tugon sa mga pagbabago sa mga kondisyon ng paghubog upang matugunan ang mga kinakailangan ng teknolohiya sa pagproseso ng plastik. Ang flexibility na ito ay nagpapalawak ng hanay ng mga aplikasyon para sa parallel twin-screw extruders, isang bagay na mahirap makamit gamit ang conical twin-screw extruders.

Disadvantages:
Dahil sa maliit na distansya sa gitna sa pagitan ng dalawang turnilyo at limitadong espasyong magagamit, ang radial at thrust bearings na sumusuporta sa dalawang output shaft at ang nauugnay na drive gear ay nahaharap sa mga makabuluhang hamon sa drive gearbox ng parallel twin-screw extruder.

Sa kabila ng mga pagsisikap ng mga taga-disenyo, mahirap pa ring lutasin ang mga tunay na problema ng limitadong kapasidad ng tindig, maliit na modulus at diameter ng mga gears pati na rin ang pinababang diameter ng dulo ng buntot ng dalawang turnilyo, na nagreresulta sa isang malinaw na kakulangan ng torsional. kapasidad. Ang limitadong output torque at lubhang nabawasan ang kapasidad ng tindig ay isang kitang-kitang disbentaha ng parallel twin-screw extruders.

Conical twin-screw extruder
Ang conical twin-screw extruder ay may mas malaking diameter sa feed end ng screw at mas maliit na diameter sa die end. Ang mga extruder na ito ay pangunahing ginagamit para sa pagproseso ng PVC at ang kanilang natatanging disenyo ay na-optimize para sa mga partikular na kinakailangan sa materyal.

Bentahe
Ang dalawang conical screws ay nakaayos nang pahalang gamit ang kanilang mga palakol sa isang anggulo kapag ipinasok sa bariles. Habang ang distansya sa pagitan ng mga shaft ay unti-unting tumataas mula sa mas makitid na dulo hanggang sa mas malawak na dulo, ang drive gearbox ay maaaring tumanggap ng mas malaking distansya sa gitna sa pagitan ng dalawang output shaft. Ang pag-aayos na ito ay nagbibigay ng sapat na espasyo para sa mga mounting gear, gear shaft, radial at thrust bearings, at sa gayon ay tumataas ang kahusayan sa paghahatid.

Ang nababaluktot na disenyo na ito ay nagbibigay-daan para sa pag-install ng mas malaking radial at thrust bearings na may mga shaft na may sukat upang makatiis ng mataas na torque transmission. Bilang resulta, ang conical twin-screw extruder ay nag-aalok ng mga makabuluhang tampok, kabilang ang mataas na operating torque at load carrying capacity, na nagpapakilala sa kanila mula sa parallel twin-screw extruders.

Mga Disbentaha
Ang kawalan ng conical twin-screw extruder ay ang kanilang limitadong kakayahang umangkop, dahil ang mga turnilyo ay may iba't ibang diameter sa kanilang mga haba, na maaaring maging mahirap upang makamit ang pare-parehong pagproseso ng materyal. Bilang karagdagan, ang kanilang pagiging kumplikado sa disenyo at potensyal na mas mataas na gastos sa pagtatayo ay mga salik na dapat isaalang-alang.

Pagkakatulad sa pagitan ng dalawang uri
Pareho silang may mga mekanismo para sa sapilitang pagpapaandar ng plastik, mahusay na mga kakayahan sa paghahalo at pag-plastic, at mga kakayahan sa pag-dewater. Ang kanilang kakayahang umangkop sa mga materyales at mga proseso ng paghubog ng produktong plastik ay mahalagang pareho.

Mga pagkakaiba sa pagitan ng dalawang uri
● Diameter: Ang parallel twin screws ay may parehong diameter, habang ang conical twin screws ay may iba't ibang diameters sa maliit at malalaking dulo.
● Distansya ng Gitna: Ang distansya sa gitna sa pagitan ng magkatulad na twin screw ay nananatiling pareho, habang ang axis ng conical twin screws ay bumubuo ng isang anggulo, na nagreresulta sa iba't ibang dimensyon ng center distance sa kahabaan ng axis.
● L/D Ratio: Ang L/D ratio (L/D) ng parallel twin screw ay ang ratio ng epektibong haba ng screw sa labas nitong diameter, samantalang ang L/D ratio ng conical twin screw ay ang ratio ng epektibong haba ng tornilyo hanggang sa average ng mga diameter ng malaki at maliit na dulo nito.

Makikita na ang pinakamalaking pagkakaiba sa pagitan ng parallel twin screw extruder at conical twin screw extruder ay nasa geometry ng screw barrel, na humahantong sa iba't ibang mga pagkakaiba sa istruktura at pagganap. Bagaman ang dalawang uri ng extruder na ito ay may sariling mga katangian, ngunit mayroon silang sariling mga pakinabang.

Pag-uuri ayon sa direksyon ng pag-ikot ng twin-screw
Ang mga twin-screw extruder ay ikinategorya sa mga uri ng co-rotating at counter-rotating ayon sa direksyon ng pag-ikot ng turnilyo.

Co-rotating twin-screw extruder
Ang mga co-rotating twin-screw extruder ay may dalawang turnilyo na umiikot sa parehong direksyon. Ang mga makinang ito ay mahusay sa paghahalo at pagbabalangkas ng mga materyales. Gamit ang kakayahang pangasiwaan ang isang malawak na hanay ng mga lagkit at formulation, ang mga co-rotating extruder ay perpekto para sa pagproseso ng mga polymer blend, masterbatch at mga application ng reaction extrusion. Mayroon silang mahusay na self-scrubbing at conveying na mga katangian upang matiyak na ang mga additives ay pantay na nakakalat at ipinamamahagi sa buong materyal.

Mga kalamangan ng co-rotating twin-screw extruders:
● Pinahusay na Paghahalo: Ang mga intermeshing na turnilyo at nako-customize na mga elemento ng turnilyo ay nagbibigay-daan para sa tumpak na kontrol sa intensity at kalidad ng paghahalo nang higit pa sa mga single-screw extruder.
● Flexibility sa Pagproseso: Nagbibigay-daan ang metering feed ng independiyenteng kontrol ng throughput, na nagpapagana ng maraming function sa pagpoproseso sa isang makina.
● Mga Kontroladong Parameter sa Pagproseso: Ang makitid na pamamahagi ng oras ng paninirahan at tumpak na kontrol sa temperatura ay nagpapabuti sa mga profile ng shear-time-temperature para sa pare-parehong kalidad ng produkto.
● Mahusay na produksyon: Nagbibigay-daan ang volumetric conveying para sa malawak na hanay ng mga materyales na maproseso nang may kaunting downtime.
● COST EFFICIENCY: Mataas na flexibility at productivity para sa malawak na hanay ng mga end product na may pare-parehong kalidad, habang ang pagkasira ng screw ay maaaring mabayaran sa pamamagitan ng pagsasaayos ng bilis ng turnilyo.

Batay sa interlocking na gawi ng mga turnilyo habang umiikot ang mga ito, ang mga co-rotating na twin-screw extruder ay maaaring higit pang mauri sa nakaka-engage na co-rotating na twin-screw extruder at hindi nakaka-engage na co-rotating na twin-screw extruder.

Engaged co-rotating twin-screw extruder
Sa isang Engaged Co-Rotating Twin Screw Extruder, ang mga turnilyo ay nagla-lock o nakikipag-ugnayan sa isa't isa habang umiikot ang mga ito, at sa gayon ay nadaragdagan ang kahusayan ng pagproseso at paghahatid ng materyal. Pinahuhusay ng disenyong ito ang naipamahagi na kakayahan ng paghahalo ng extruder, na nagpapadali sa masusing pagpapakalat ng mga additives at filler sa polymer matrix.

Ang mga intermittent extruder ay karaniwang ginagamit sa mga compounding application kung saan ang tumpak na kontrol sa pamamahagi ng laki ng particle at pagkakapareho ng timpla ay kritikal. Nag-aalok ang mga ito ng mahusay na scalability at flexibility, na nagpapahintulot sa mga tagagawa na i-customize ang proseso ng extrusion sa mga partikular na kinakailangan ng produkto.

Non-engaging co-rotating twin-screw extruders
Sa kabilang banda, ang mga turnilyo ng isang non-meshing na co-rotating twin-screw extruder ay hindi nakakabit o nakikipag-ugnayan habang umiikot ang mga ito. Sa halip, umiikot ang mga ito nang malapit sa isa't isa nang hindi nakikipag-ugnayan, na nagbibigay-daan para sa ibang uri ng pagpoproseso ng materyal, kadalasan para sa mga marupok na materyales o mga application na sensitibo sa paggupit gaya ng pagpoproseso ng mga polymer na sensitibo sa init, biomaterial at mga produktong pagkain. Ang mga hindi nakakaakit na extruder ay nagbibigay ng banayad na mga kondisyon sa pagpoproseso habang nag-aalok pa rin ng mahusay na mga kakayahan sa paghahalo at pagsasama-sama.

Counter-rotating twin-screw extruders
Sa kaibahan sa mga co-rotating extruder, ang counter-rotating na twin-screw extruder ay may mga turnilyo na umiikot sa tapat na direksyon. Ang pagsasaayos na ito ay lumilikha ng isang makabuluhang epekto sa pagmamasa at paggugupit sa materyal, na nagreresulta sa masusing paghahalo at pagpapakalat. Ang mga counter-rotating extruder ay mahusay sa mga application na nangangailangan ng matinding paggugupit, tulad ng desolventization, reactive extrusion at paghahalo ng mga punong materyales. Nagbibigay ang mga ito ng tumpak na kontrol sa oras ng paninirahan at rate ng paggugupit, na ginagawang angkop ang mga ito para sa hinihingi na mga kondisyon sa pagproseso.

Nakakaengganyo ang mga reversing twin-screw extruder
Sa isang engaged reversing twin-screw extruder, ang dalawang turnilyo ay simetriko na nakaposisyon ngunit umiikot sa magkasalungat na direksyon. Pinipigilan ng pagsasaayos na ito ang materyal mula sa paglipat sa isang "∞" na hugis, dahil ang helical na landas ng isang turnilyo ay hinaharangan ng isa pa. Sa halip, habang naghahatid ng mga solido, ang materyal ay dinadala pasulong sa halos sarado na "C" na hugis na lukab. Gayunpaman, pinananatili ang isang puwang sa pagitan ng panlabas na diameter ng isang turnilyo at ang diameter ng ugat ng isa pang turnilyo upang payagan ang materyal na dumaan.

Habang ang materyal ay dumadaan sa radial gap sa pagitan ng dalawang turnilyo, ito ay sumasailalim sa matinding paggugupit, paghahalo at compaction, na nagreresulta sa epektibong plasticization. Bilang karagdagan, ang compression ratio ay maaaring maisakatuparan sa pamamagitan ng unti-unting pagpapababa ng turnilyo pitch, na ginagawang angkop para sa pagproseso ng isang malawak na hanay ng mga produkto.

Non-engaging counter-rotating twin-screw extruder
Hindi gaanong karaniwang ginagamit kaysa sa meshing extruder, ang non-meshing counter-rotating twin-screw extruder ay gumagana nang iba sa single-screw extruder, ngunit may mga pagkakatulad dahil umaasa ito sa friction at viscous resistance upang maihatid ang materyal. Bilang karagdagan sa paggalaw patungo sa ulo, ang materyal ay maaaring magpakita ng iba't ibang mga pattern ng daloy dahil sa malaking radial gap sa pagitan ng dalawang turnilyo, na maaaring humantong sa makabuluhang pagtagas.

Bilang karagdagan, ang mga kamag-anak na posisyon ng mga paglipad ng tornilyo ay maaaring maging sanhi ng materyal na presyon sa gilid ng thrust ng isang tornilyo na mas mataas kaysa sa gilid ng paglaban ng kabilang tornilyo, na nagreresulta sa daloy ng materyal mula sa gilid ng mataas na presyon ng thrust patungo sa gilid ng paglaban ng ibang turnilyo. Pinipigilan ng pag-ikot ang daloy ng materyal sa punto A, na nagreresulta sa daloy at iba't ibang mga pattern ng daloy na ginagawa itong angkop para sa paghahalo, pagbubuhos, at mga aplikasyon ng devulcanization.

Konklusyon
Ang bawat uri ng twin-screw extruder ay nag-aalok ng mga natatanging benepisyo at kakayahan upang matugunan ang iba't ibang pangangailangan sa pagproseso ng isang malawak na hanay ng mga industriya. Ang pag-unawa sa mga pagkakaiba sa pagitan ng mga uri ng extruder na ito ay kritikal sa pagpili ng pinakaangkop na kagamitan para sa isang partikular na aplikasyon.

Kung ito man ay upang makamit ang pinakamainam na kahusayan sa paghahalo, mapanatili ang integridad ng produkto, o mapabuti ang kakayahang umangkop sa pagproseso, ang tamang pagpili ng twin-screw extruder ay maaaring magkaroon ng malaking epekto sa kalidad ng produkto, produktibidad, at pangkalahatang tagumpay sa pagmamanupaktura.