Mga Uri ng Twin Screw Extruders

Ang Twin Screw Extruder ay isang mahalagang aparato na ginagamit sa iba't ibang industriya para sa pagmiksa, pagkumpound, at pag-extrude ng mga materyales tulad ng plastik, pagkain, at farmaseytikal. Ang kawanihan ng twin-screw extruder ang nagiging sanhi para maging mahalaga ito bilang isang bahagi ng modernong paggawa. Gayunpaman, hindi lahat ng extruder ay magkapareho; mayroon silang iba't ibang uri, bawat isa ay disenyo para sa tiyak na pangangailangan.

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

Inilarawan ayon sa Pagkakamitre ng Screw
Batay sa pagkakamitre ng screw, maaaring ilahad ang mga twin-screw extruders bilang parallel twin-screw extruders at conical twin-screw extruders. Sa parallel twin-screw extruder, pareho ang direksyon ng screws sa buong haba nila. Sa conical twin-screw extruders, may taper ang screws at ang diyametro ay umiitim nang paulit-ulit mula sa bahaging pagsasanay hanggang sa die end.

Parallel twin screw extruder
Mayroong parehong diyametro sa buong haba ng kanilang screws ang parallel twin-screw extruders. Madalas silang ginagamit para sa pagproseso ng polyolefins (tulad ng PE at PP), nylon, PC, polyester at iba pang mga materyales.

Mga Pagganap
Ang kakayahan ng proporsyon ng L/D na mag-adapt ay nananatiling isang benepisyo ng mga parallel twin screw extruder. Maaaring ipaguhit ang proporsyon ng L/D upang mapataas o mabawasan nang tugon sa mga pagbabago sa kondisyon ng molding upang pumasok sa mga kinakailangan ng teknolohiya ng plastics processing. Ang fleksibilidad na ito ay nagpapalawak sa saklaw ng mga aplikasyon para sa parallel twin-screw extruders, na mahirap mong maabot gamit ang conical twin-screw extruders.

Mga Disbentaha:
Dahil sa maliit na distansya sa gitna ng dalawang screws at sa limitadong espasyo na magagamit, kinakaharap ng malaking hamon ang mga radial at thrust bearings na sumusuporta sa dalawang output shafts at ang kumpanya drive gears sa loob ng drive gearbox ng isang parallel twin-screw extruder.

Sa kabila ng mga pagsisikap ng mga designer, mahirap pa rin malutas ang mga tunay na problema tulad ng limitadong kakayahang magbaha, maliit na modulus at diyametro ng mga gear pati na ang maliit na diyametro ng dulo ng dalawang bulag, na nagiging sanhi ng makita mong kakaunti ng kakayahang pang-twist. Ang limitadong output torque at ang napakamaliit na kakayahang magbaha ay isang madalas na kasiraan ng parallel twin-screw extruders.

Conical twin-screw extruder
Ang conical twin-screw extruder ay may laking diyametro sa bahagi ng pagdadala ng bulag at mas maliit na diyametro sa dulo ng moldura. Ginagamit ang mga extruder na ito pangunahin para sa pagproseso ng PVC at ang kanilang natatanging disenyo ay pinabuti para sa tiyak na mga pangangailangan ng material.

Mga Pagganap
Ang dalawang siklik na bulto ay ipinapaligid nang patag habang ang kanilang axis ay nasa isang anggulo kapag ipinapasok sa barril. Habang ang layo sa pagitan ng mga aso ay paulit-ulit na tinataas mula sa mas maliit na dulo hanggang sa mas malaking dulo, maaaring makamit ng drive gearbox ang mas malaking gitnaang distansya sa pagitan ng dalawang output shafts. Ang pagkakasunod-sunod na ito ay nagbibigay ng sapat na puwang para sa pagsasabit ng mga gear, gear shafts, radial at thrust bearings, kung kaya't nagpapabuti sa epekibilidad ng transmisyon.

Ang flexible na disenyo na ito ay nagpapahintulot sa pagsasakita ng mas malaking radial at thrust bearings na mayroong sukat ng aso upang tumahan ng mataas na torque transmission. Dahil dito, pinapakita ng conical twin-screw extruders ang mga mahalagang katangian, kabilang ang mataas na operasyon na torque at load carrying capacity, na naghihiwalay sa kanila mula sa parallel twin-screw extruders.

Mga disbentaha
Ang kasamaan ng conical twin-screw extruders ay ang kanilang limitadong kakayahan sa pagpapabago, dahil may magkakaibang diametro ang mga screw sa kanilang haba, na maaaring gumawa ng hamon sa pagkamit ng wastong pamamahagi ng anyo. Sa dagdag pa rito, ang kumplikadong disenyo at mas mataas na bayaad sa paggawa ay mga patungkol na kailangang isipin.

Mga Pagkakatulad sa Dalawang Uri
Mayroon silang parehong mekanismo para sa pwersadong pagdudulong ng plastiko, mabuting kakayahan sa paghalo at pagplastike, at kakayahan sa pag-aalis ng tubig. Ang kanilang kakayahang adapta sa mga anyo at proseso ng pagmold ng produkto ay halos pareho.

Mga Pagkakaiba sa Dalawang Uri
● Diameter: Ang parallel twin screws ay may parehong diameter, habang ang conical twin screws ay may magkakaibang diametro sa maliit at malaking dulo.
● Layo ng Sentro: Ang layo ng sentro ng parallel twin screws ay patuloy na pareho, habang ang axis ng conical twin screws ay nagraraan ng isang anggulo, na nagreresulta sa magkakaibang sukat ng layo ng sentro sa axis.
● L/D Ratio: Ang ratio ng L/D (L/D) ng isang parallel twin screw ay ang ratio ng epektibong haba ng sirkap sa kanyang panlabas na diyametro, samantalang ang ratio ng L/D ng isang conical twin screw ay ang ratio ng epektibong haba ng sirkap sa average ng mga diyametro ng kanyang malalaking at maliit na dulo.

Maaaring makita na ang pinakamalaking pagkakaiba sa pagitan ng isang parallel twin screw extruder at isang conical twin screw extruder ay nasa heometriya ng sirkap at barril, na nagiging sanhi ng iba't ibang pagkakaiba sa estraktura at pagganap. Bagaman may sariling karakteristikang ito ang dalawang uri ng extruder, mayroon silang mga sariling adunatin.

Pagsasaklase ayon sa direksyon ng pag-ikot ng twin-screw
Ang twin-screw extruders ay kinakategorya bilang co-rotating at counter-rotating ayon sa direksyon ng pag-ikot ng sirkap.

Co-rotating twin-screw extruder
Ang co-rotating twin-screw extruders ay may dalawang bultong umuubog sa parehong direksyon. Mabisa ang mga makinaryang ito sa paghalo at pagsasaayos ng mga materyales. May kakayanang handlinng isang malawak na saklaw ng katasan at pormulasyon, ideal ang mga co-rotating extruders para sa pagproseso ng polymer blends, masterbatches at mga aplikasyon ng reaksyong extrusion. May mahusay na katangian ng self-scrubbing at pagdadala upang siguraduhin na ang mga aditibo ay regular na pinapalakas at pinapadaloy sa buong materyales.

Mga benepisyo ng co-rotating twin-screw extruders:
● Pagpapabilis ng Paghalo: Ang pag-uugnay ng mga bultong nag-iintermesh at ang ma-customize na mga elemento ng bulsa ay nagbibigay-daan sa eksaktong kontrol ng intensidad at kalidad ng paghalo higit sa single-screw extruders.
● Karagdagang Fleksibilidad sa Proseso: Ang pagmimtrate ng feed ay nagpapahintulot ng independiyenteng kontrol ng throughput, pagpapahintulot ng maraming mga pagproseso sa isang solong makinarya.
● Nakontrol na mga Parameter ng Proseso: Ang maikling panahon ng pag-aandar at ang presisong kontrol ng temperatura ay nagpapabuti sa mga profile ng shear-time-temperature para sa konsistente na kalidad ng produkto.
● Epektibong produksyon: Ang volumetriko na pagdadala ay nagbibigay-daan sa malawak na klaseng materiales na maaaring iproseso na may minimum na oras ng paghinto.
● KOSTO NG EPEKTIBIDAD: Mataas na fleksibilidad at produktibidad para sa malawak na klaseng produkong huling tindahan na may konsistente na kalidad, habang ang pagmamalabo ng screw ay maaaring kompenzahan sa pamamagitan ng pag-adjust sa bilis ng screw.

Batay sa pakikipag-ugnayan ng mga screw habang umuubog, maaaring magkaroon ng karagdagang klase ang co-rotating twin-screw extruders bilang engaging co-rotating twin-screw extruders at non-engaging co-rotating twin-screw extruders.

Naka-engage na co-rotating twin-screw extruder
Sa isang Engaged Co-Rotating Twin Screw Extruder, kinakailugan o kinakasunduan ng mga ulyo ang isa't isa habang sumusunod, na nagdadagdag sa kalikasan ng pagproseso at pagdadala ng anyo. Nagpapabuti ang disenyo na ito ng kakayahan ng extruder sa distributed mixing, na nagbibigay-daan sa maikling pagkalat ng mga aditibo at filler sa polimero matrix.

Gamit ang mga intermittent extruders sa pangkalahatang aplikasyon ng compounding kung saan kritikal ang presisong kontrol ng distribusyon ng laki ng partikula at pagkakaisa ng blend. Nag-ooffer sila ng mahusay na scalability at fleksibilidad, na nagpapahintulot sa mga manunufacture na pasadya ang proseso ng extrusion batay sa tiyak na mga kinakailangan ng produkto.

Non-engaging co-rotating twin-screw extruders
Sa kabilang dako, ang mga bulaklak ng isang hindi nag-iinteryer na kotong twin-screw extruder ay hindi sumasaklaw o nag-eengage habang umuusad. Sa halip, umuusad ito malapit sa bawat isa nang hindi nag-eengage, na nagbibigay-daan sa iba't ibang uri ng pagproseso ng anyo, madalas para sa mahina o sensitibong-anyo tulad ng pagproseso ng sensitibong polymers sa init, biomaterials at produkto ng pagkain. Ang mga extruder na hindi nag-eengage ay nagbibigay ng mababang kondisyon ng pagproseso samantalang patuloy na nag-ooffer ng makabuluhan na pag-mix at compounding capabilities.

Mga twin-screw extruder na counter-rotating
Sa halip na magkakasinlakan, ang mga counter-rotating twin-screw extruder ay may mga butas na lumilihis sa kabilaan. Ang pagkakakonfigura nito ay nagiging sanhi ng malakas na epekto ng pagpapalilamig at pagsisiklab sa anyo, humihikayat ng sariwaing paghalo at pagpapawid. Nagdidistansya ang mga counter-rotating extruders sa mga aplikasyon na kailangan ng malakas na pagsisiklab, tulad ng desolventization, reaktibong ekstrusyon at paghahalo ng mabibilanggong anyo. Binibigyan nila ng maayos na kontrol ang oras ng pagsisimulan at rate ng pagsisiklab, nagiging karapat-dapat sila para sa mga nakakahiling na kondisyon ng pagproseso.

Pagsasangkot ng mga nagpapalit na twin-screw extruders
Sa isang nakikilahok na nagpapalit ng direksyon ng dalawang bultong ekstruder, ang dalawang bulto ay simetrikong pinosisyon pero umiikot sa magkabaligtad na direksyon. Hindi ito nagiging sanhi para gumalaw ang materyales sa isang '∞' hugis dahil blokeado ng isa pang bulto ang helikal na landas ng isang bulto. Sa halip, habang dinadala ang mga solidong materyales, ito ay dinadala pabalik sa isang halos siklo 'C' hugis na kabit. Gayunpaman, mayroong hiwaan na pinapanatili sa pagitan ng labas na diyametro ng isang bulto at ang ugat na diyametro ng kabilang bulto upang payagan ang materyales na lumipas.

Habang dumadaan ang materyales sa pamamagitan ng radial na hiwaan sa pagitan ng dalawang bulto, ipinapatayo ito sa malakas na pag-ihihiwalay, paghalo at pagdikit, humihikayat ng epektibong plastisasyon. Sa dagdag pa rito, maaari mong ma-realize ang ratio ng kompresyon sa pamamagitan ng paulit-ulit na pagbaba ng pit ng bulto, nagigingkopito ito para sa pagproseso ng isang malawak na saklaw ng produkto.

Hindi nag-e-engage na nagpapalit ng direksyon ng dalawang bultong ekstruder
Mas kaunti ang ginagamit kaysa sa meshing extruder, ang non-meshing counter-rotating twin-screw extruder ay nag-operate nang iba sa single-screw extruder, ngunit may mga pagkakatulad dahil ito'y nakabatay sa sikat at viscous resistance upang ilipat ang materyales. Sa pamamagitan ng paggalaw patungo sa ulo, maaaring ipakita ng materyales na ito iba't ibang paternong pamumuhunan dahil sa malaking radial na espasyo sa pagitan ng dalawang screws, na maaaring magresulta sa malaking pagbubuga.

Sa dagdag pa rito, ang relatibong posisyon ng mga screw flights ay maaaring sanhiin na mas mataas ang presyon ng materyales sa thrust side ng isang screw kaysa sa resistance side ng ibang screw, na nagiging sanhi ng pamumuhunan ng materyales mula sa mataas na presyong thrust side patungo sa resistance side ng ibang screw. Nagiging banta ang pag-ikot sa pamumuhunan ng materyales sa punto A, na nagiging sanhi ng pamumuhunang ito at iba pang uri ng paternong pamumuhunan na nagigingkopon sa paghalo, pag-uule, at mga aplikasyon ng devulcanization.

Kokwento
Bawat uri ng twin-screw extruder ay nag-aalok ng natatanging benepisyo at kakayahan upang tugunan ang mga iba't ibang pangangailangan sa pagproseso ng maraming industriya. Mahalaga ang pag-unawa sa mga kakaibang ito sa pagitan ng mga uri ng extruder upang pumili ng pinakamahusay na kagamitan para sa isang partikular na aplikasyon.

Lugod man o hindi na maabot ang pinakamainam na ekasiyensya sa paghalo, panatilihin ang integridad ng produkto, o mapabuti ang fleksibilidad sa pagproseso, maaaring magkaroon ng malaking epekto sa kalidad ng produkto, produktibidad, at kabuuan ng tagumpay sa paggawa ang tamang pagsisisi ng twin-screw extruder.