Типи двошнекових екструдерів

Двошнековий екструдер є важливою частиною обладнання, яке використовується в різних галузях промисловості для змішування, компаундування та екструдування матеріалів, таких як пластмаси, продукти харчування та фармацевтичні препарати. Універсальність двошнекового екструдера робить його важливою частиною обладнання в сучасному виробництві. Однак не всі екструдери однакові; вони бувають різних типів, кожен з яких відповідає конкретним потребам.

У цій статті ми розглянемо різні типи двошнекових екструдерів та їхні унікальні можливості.

Класифіковано за конфігурацією гвинта 
Залежно від конфігурації шнека двошнекові екструдери можна класифікувати на паралельні двошнекові екструдери та конічні двошнекові екструдери. У паралельному двошнековому екструдері шнеки розташовані паралельно один одному по всій довжині. У конічних двошнекових екструдерах шнеки конічні, а діаметр поступово зменшується від кінця подачі до кінця матриці.

Паралельний двошнековий екструдер
Паралельні двошнекові екструдери мають шнеки однакового діаметру по всій довжині. Вони зазвичай використовуються для обробки поліолефінів (таких як PE та PP), нейлону, ПК, поліефіру та інших матеріалів.

Переваги
Можливість адаптації співвідношення L/D залишається перевагою паралельних двошнекових екструдерів. Їх можна регулювати для збільшення або зменшення співвідношення L/D у відповідь на зміни умов формування, щоб відповідати вимогам технології обробки пластмас. Ця гнучкість розширює діапазон застосування паралельних двошнекових екструдерів, чого важко досягти з конічними двошнековими екструдерами.

Недоліки:
Через невелику центральну відстань між двома шнеками та обмежений простір радіальні та упорні підшипники, що підтримують два вихідних вали та відповідні ведучі шестерні, стикаються зі значними труднощами в ведучому редукторі паралельного двошнекового екструдера.

Незважаючи на зусилля розробників, все ще важко вирішити реальні проблеми обмеженої несучої здатності, малого модуля пружності та діаметра шестерень, а також зменшеного діаметра хвостової частини двох гвинтів, що призводить до очевидної відсутності крутильного зусилля. місткість. Обмежений вихідний крутний момент і значно знижена несуча здатність є помітним недоліком паралельних двошнекових екструдерів.

Конічний двошнековий екструдер
Конічні двошнекові екструдери мають більший діаметр на кінці шнека, що подає, і менший діаметр на кінці матриці. Ці екструдери в основному використовуються для обробки ПВХ, і їх унікальна конструкція оптимізована для конкретних вимог до матеріалів.

Переваги
Два конічні гвинти розташовані горизонтально з осями під кутом при вставленні в стовбур. Оскільки відстань між валами поступово збільшується від вужчого до ширшого кінця, коробка передач приводу може вмістити більшу центральну відстань між двома вихідними валами. Таке розташування забезпечує достатньо місця для монтажу шестерень, валів шестерень, радіальних і упорних підшипників, що підвищує ефективність трансмісії.

Ця гнучка конструкція дозволяє встановлювати більші радіальні та упорні підшипники з розмірами валів, які витримують передачу високого крутного моменту. Як результат, конічні двошнекові екструдери пропонують важливі характеристики, включаючи високий робочий крутний момент і вантажопідйомність, які відрізняють їх від паралельних двошнекових екструдерів.

Недоліки
Недоліком конічних двошнекових екструдерів є їхня обмежена адаптивність, оскільки шнеки мають різні діаметри по своїй довжині, що може ускладнити досягнення рівномірної обробки матеріалу. Крім того, слід враховувати їхню складність конструкції та потенційно вищу вартість будівництва.

Подібність між двома типами
Обидва вони мають механізми для примусової пластичної тяги, хороші можливості змішування та пластифікації, а також можливості зневоднення. Їх адаптивність до матеріалів і процесів формування пластикових виробів по суті однакова.

Відмінності між двома типами
● Діаметр: паралельні подвійні гвинти мають однаковий діаметр, тоді як конічні подвійні гвинти мають різні діаметри на малому та великому кінцях.
● Центральна відстань: Центральна відстань між паралельними подвійними гвинтами залишається незмінною, тоді як вісь конічних подвійних гвинтів утворює кут, що призводить до різних розмірів міжцентрової відстані вздовж осі.
● Співвідношення L/D. Співвідношення L/D (L/D) паралельного здвоєного гвинта – це відношення ефективної довжини гвинта до його зовнішнього діаметра, тоді як співвідношення L/D конічного здвоєного гвинта – це відношення ефективної довжини гвинта до середнього діаметра його великого та малого кінців.

Можна побачити, що найбільша різниця між паралельним двошнековим екструдером і конічним двошнековим екструдером полягає в геометрії стовбура шнека, що призводить до різноманітних структурних і продуктивних відмінностей. Хоча ці два типи екструдерів мають свої особливості, але вони мають свої переваги.

Класифікація за напрямком обертання двошнека
Залежно від напрямку обертання шнека двошнекові екструдери поділяються на типи, що обертаються одночасно та обертаються протилежно.

Двошнековий екструдер, що обертається одночасно
Двошнекові екструдери, що обертаються разом, мають два шнеки, що обертаються в одному напрямку. Ці машини ефективні у змішуванні та формуванні матеріалів. Завдяки здатності працювати з широким діапазоном в’язкості та складів екструдери з одностороннім обертанням ідеально підходять для обробки полімерних сумішей, маткових сумішей і реакційної екструзії. Вони мають чудові характеристики самоочищення та транспортування, щоб гарантувати рівномірне розпилення та розподіл добавок по всьому матеріалу.

Переваги одношнекових екструдерів, що обертаються разом:
● Покращене змішування: шнеки, що з’єднуються між собою, і шнекові елементи, що налаштовуються, дозволяють точно контролювати інтенсивність і якість змішування за межами одношнекових екструдерів.
● Гнучкість обробки: Дозуюча подача дозволяє незалежно контролювати пропускну здатність, забезпечуючи декілька функцій обробки на одній машині.
● Контрольовані параметри обробки: вузький розподіл часу перебування та точний контроль температури покращують профілі зсуву-час-температура для незмінної якості продукту.
● Ефективне виробництво: об’ємне транспортування дозволяє обробляти широкий діапазон матеріалів з мінімальними простоями.
● ЕКОНОМІЧНІСТЬ: Висока гнучкість і продуктивність для широкого асортименту кінцевих продуктів із незмінною якістю, тоді як знос гвинта можна компенсувати шляхом регулювання швидкості гвинта.

Виходячи з взаємодії шнеків під час їх обертання, двошнекові екструдери, що обертаються разом, можна далі класифікувати на двошнекові екструдери, що обертаються разом, і двошнекові екструдери, що обертаються разом, і не мають.

Задіяний двошнековий екструдер, що обертається одночасно
У зачепленому двошнековому екструдері, що обертається разом, шнеки замикаються або зачіпаються один з одним під час обертання, тим самим підвищуючи ефективність обробки та транспортування матеріалу. Така конструкція покращує здатність екструдера до розподіленого змішування, що сприяє ретельному розподілу добавок і наповнювачів у полімерній матриці.

Екструдери періодичної дії зазвичай використовуються для компаундування, де точний контроль розподілу частинок за розміром і однорідності суміші є критичним. Вони пропонують відмінну масштабованість і гнучкість, що дозволяє виробникам налаштовувати процес екструзії відповідно до конкретних вимог продукту.

Двошнекові екструдери без зачеплення, що обертаються одночасно
З іншого боку, шнеки двошнекового екструдера без зачеплення, що обертаються одночасно, не блокуються та не зачіпаються під час обертання. Натомість вони обертаються в безпосередній близькості один до одного, не зчіплюючись, що дозволяє використовувати інший тип обробки матеріалів, часто для крихких матеріалів або чутливих до зсуву застосувань, таких як обробка термочутливих полімерів, біоматеріалів і харчових продуктів. Незачеплені екструдери забезпечують щадні умови обробки, водночас забезпечуючи ефективне змішування та компаундування.

Двошнекові екструдери з зустрічним обертанням
На відміну від екструдерів, що обертаються одночасно, двошнекові екструдери, що обертаються протилежно, мають шнеки, які обертаються в протилежному напрямку. Ця конфігурація створює значний ефект розминання та зсуву матеріалу, що призводить до ретельного змішування та диспергування. Екструдери з протилежним обертанням чудово підходять для застосувань, які вимагають інтенсивного зсуву, таких як видалення розчинника, реактивна екструзія та змішування матеріалів із високим наповненням. Вони забезпечують точний контроль часу перебування та швидкості зсуву, що робить їх придатними для складних умов обробки.

Включення реверсивних двошнекових екструдерів
У включеному реверсивному двошнековому екструдері два шнеки розташовані симетрично, але обертаються в протилежних напрямках. Ця конфігурація запобігає руху матеріалу у формі «∞», оскільки спіральний шлях одного гвинта блокується іншим. Замість цього під час транспортування твердих речовин матеріал транспортується вперед у майже закритій порожнині у формі «С». Однак між зовнішнім діаметром одного гвинта та діаметром кореня іншого гвинта зберігається зазор, щоб забезпечити проходження матеріалу.

Коли матеріал проходить крізь радіальний зазор між двома шнеками, він піддається інтенсивному зсуву, змішуванню та ущільненню, що призводить до ефективної пластифікації. Крім того, ступінь стиснення можна досягти шляхом поступового зменшення кроку гвинта, що робить його придатним для обробки широкого спектру продуктів.

Двошнековий екструдер без зачеплення, що обертається в протилежному напрямку
Двошнековий екструдер без сітки, який використовується рідше, ніж сітчастий екструдер, працює інакше, ніж одношнековий екструдер, але має схожість у тому, що він покладається на тертя та в’язкий опір для транспортування матеріалу. На додаток до руху в напрямку до головки, матеріал може демонструвати різні схеми потоку через великий радіальний зазор між двома гвинтами, що може призвести до значного витоку.

Крім того, взаємне розташування гвинтів може призвести до того, що тиск матеріалу на стороні тяги одного гвинта буде вищим, ніж сторона опору іншого гвинта, що призведе до потоку матеріалу від сторони тяги високого тиску до сторони опору інший гвинт. Обертання перешкоджає потоку матеріалу в точці А, що призводить до потоку та низки інших моделей потоку, які роблять його придатним для змішування, вентиляції та девулканізації.

Висновок
Кожен тип двошнекового екструдера пропонує унікальні переваги та можливості для задоволення різноманітних потреб обробки в широкому діапазоні галузей. Розуміння відмінностей між цими типами екструдерів має вирішальне значення для вибору найбільш відповідного обладнання для конкретного застосування.

Незалежно від того, чи потрібно досягти оптимальної ефективності змішування, зберегти цілісність продукту чи підвищити гнучкість обробки, правильний вибір двошнекового екструдера може мати значний вплив на якість продукту, продуктивність і загальний успіх виробництва.