Các loại máy extruder vít đôi
Máy ép vít đôi là một thiết bị quan trọng được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp để trộn, phối trộn và ép các vật liệu như nhựa, thực phẩm và dược phẩm. Sự đa năng của máy ép vít đôi khiến nó trở thành một thiết bị không thể thiếu trong sản xuất hiện đại. Tuy nhiên, không phải tất cả các máy ép đều giống nhau; chúng có nhiều loại khác nhau, mỗi loại phù hợp với nhu cầu cụ thể.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá các loại máy ép vít đôi khác nhau và khả năng độc đáo của chúng.
Phân loại theo cấu hình vít
Dựa trên cấu hình vít, máy ép vít đôi có thể được phân loại thành máy ép vít đôi song song và máy ép vít đôi hình nón. Trong máy ép vít đôi song song, các vít song song với nhau suốt chiều dài. Ở máy ép vít đôi hình nón, các vít bị thu hẹp và đường kính giảm dần từ đầu cấp liệu đến đầu khuôn.
Extruder song song hai vít
Máy ép vít đôi song song có các vít với cùng đường kính suốt chiều dài. Chúng thường được sử dụng để chế biến polyolefin (như PE và PP), nylon, PC, polyester và các vật liệu khác.
Lợi ích
Sự linh hoạt của tỷ lệ L/D vẫn là một lợi thế của máy ép nhựa vít đôi song song. Chúng có thể được điều chỉnh để tăng hoặc giảm tỷ lệ L/D theo các thay đổi trong điều kiện ép đùn nhằm đáp ứng yêu cầu của công nghệ chế biến nhựa. Sự linh hoạt này mở rộng phạm vi ứng dụng của máy ép nhựa vít đôi song song, điều khó đạt được với máy ép nhựa vít đôi nón.
Nhược điểm:
Do khoảng cách giữa tâm của hai vít nhỏ và không gian hạn chế, các bạc đỡ hướng kính và đẩy cùng với các bánh răng truyền động liên quan đến hai trục đầu ra phải đối mặt với nhiều thách thức trong hộp số truyền động của máy ép nhựa vít đôi song song.
Dù có sự nỗ lực của các nhà thiết kế, vẫn còn khó khăn trong việc giải quyết các vấn đề thực tế về khả năng chịu tải hạn chế, mô đun và đường kính bánh răng nhỏ cũng như đường kính giảm dần của phần cuối của hai ốc vít, dẫn đến thiếu rõ rệt về khả năng chống xoắn. Mô-men xoắn đầu ra hạn chế và khả năng chịu tải giảm đáng kể là một nhược điểm nổi bật của máy ép nhựa vít đôi song song.
Máy ép nhựa vít đôi hình nón
Máy ép nhựa vít đôi hình nón có đường kính lớn hơn ở đầu nạp liệu của vít và đường kính nhỏ hơn ở đầu khuôn. Các máy ép này chủ yếu được sử dụng để gia công PVC và thiết kế độc đáo của chúng được tối ưu hóa cho các yêu cầu cụ thể của vật liệu.
Lợi ích
Hai vít nón được bố trí ngang với các trục của chúng tạo thành một góc khi được đưa vào thùng. Khi khoảng cách giữa các trục dần tăng từ đầu hẹp đến đầu rộng, hộp số có thể điều chỉnh được khoảng cách lớn hơn giữa hai trục đầu ra. Bố trí này cung cấp không gian đủ để lắp đặt các bánh răng, trục bánh răng, vòng bi hướng kính và vòng bi đẩy, từ đó tăng hiệu quả truyền động.
Thiết kế linh hoạt này cho phép lắp đặt các vòng bi hướng kính và vòng bi đẩy lớn hơn với các trục được thiết kế để chịu đượcmoments truyền cao. Do đó, máy ép đùn vít đôi nón có những đặc điểm nổi bật, bao gồm mô-men vận hành cao và khả năng chịu tải lớn, giúp phân biệt chúng với máy ép đùn vít đôi song song.
Nhược điểm
Nhược điểm của máy ép đùn ốc vít đôi hình nón là khả năng thích ứng hạn chế, vì các ốc vít có đường kính khác nhau dọc theo chiều dài, điều này có thể khiến việc xử lý vật liệu đồng đều trở nên khó khăn. Ngoài ra, độ phức tạp trong thiết kế và chi phí xây dựng có thể cao hơn cũng là những yếu tố cần cân nhắc.
Điểm tương đồng giữa hai loại
Cả hai đều có cơ chế đẩy nhựa cưỡng bức, khả năng trộn và làm mềm tốt, cũng như khả năng thoát nước. Sự thích ứng với vật liệu và quá trình tạo hình sản phẩm nhựa về cơ bản là giống nhau.
Sự khác biệt giữa hai loại
● Đường kính: Ốc vít đôi song song có cùng đường kính, trong khi ốc vít đôi hình nón có đường kính khác nhau ở đầu nhỏ và đầu lớn.
● Khoảng cách giữa tâm: Khoảng cách giữa tâm của ốc vít đôi song song giữ nguyên, trong khi trục của ốc vít đôi hình nón tạo thành một góc, dẫn đến kích thước khoảng cách giữa tâm thay đổi dọc theo trục.
● Tỷ lệ L/D: Tỷ lệ L/D (L/D) của vít song sinh song song là tỷ lệ giữa chiều dài hiệu dụng của vít và đường kính ngoài của nó, trong khi tỷ lệ L/D của vít song sinh nón là tỷ lệ giữa chiều dài hiệu dụng của vít và trung bình của các đường kính đầu lớn và đầu nhỏ của nó.
Có thể thấy rằng sự khác biệt lớn nhất giữa máy ép vít song sinh song song và máy ép vít song sinh nón nằm ở hình học của ống vít, điều này dẫn đến nhiều sự khác biệt về cấu trúc và hiệu suất. Mặc dù hai loại máy ép này có những đặc điểm riêng, nhưng mỗi loại đều có những ưu điểm riêng.
Phân loại theo hướng quay của vít song sinh
Máy ép vít song sinh được chia thành hai loại là quay cùng chiều và quay ngược chiều dựa trên hướng quay của vít.
Máy ép vít song sinh quay cùng chiều
Máy ép vít đôi đồng quay có hai vít quay cùng hướng. Những máy này hiệu quả trong việc trộn và phối liệu. Với khả năng xử lý một phạm vi rộng các độ nhớt và công thức, máy ép vít đôi đồng quay rất phù hợp cho việc chế biến hỗn hợp polymer, masterbatches và ứng dụng ép phản ứng. Chúng có đặc tính tự làm sạch và vận chuyển tuyệt vời để đảm bảo rằng các chất phụ gia được phân tán đều trong vật liệu.
Lợi thế của máy ép vít đôi đồng quay:
● Cải thiện sự trộn: Các vít giao nhau và phần tử vít có thể tùy chỉnh cho phép kiểm soát chính xác cường độ và chất lượng trộn vượt xa máy ép vít đơn.
● Tính linh hoạt trong xử lý: Hệ thống cấp liệu định lượng cho phép kiểm soát độc lập lưu lượng, cho phép thực hiện nhiều chức năng xử lý trên một máy duy nhất.
● Các thông số xử lý được kiểm soát: Phân bố thời gian lưu hẹp và kiểm soát nhiệt độ chính xác cải thiện hồ sơ thời gian-cắt-nhiệt cho chất lượng sản phẩm nhất quán.
● Sản xuất hiệu quả: Truyền tải theo thể tích cho phép xử lý một loạt các vật liệu với thời gian ngừng hoạt động tối thiểu.
● TIẾT KIỆM CHI PHÍ: Độ linh hoạt cao và năng suất cho nhiều loại sản phẩm cuối cùng với chất lượng ổn định, trong khi mòn vít có thể được bù đắp bằng cách điều chỉnh tốc độ vít.
Dựa trên hành vi khóa vào nhau của các vít khi quay, máy ép đùn song vít đồng quay có thể được phân loại thêm thành máy ép đùn song vít đồng quay tiếp xúc và máy ép đùn song vít đồng quay không tiếp xúc.
Máy ép đùn song vít đồng quay tiếp xúc
Trong máy ép đùn vít đôi quay đồng hướng có sự ăn khớp, các vít sẽ khóa hoặc ăn khớp với nhau khi quay, từ đó tăng hiệu quả xử lý và vận chuyển vật liệu. Thiết kế này nâng cao khả năng trộn phân tán của máy ép đùn, giúp phân tán hoàn toàn các chất phụ gia và chất độn trong ma trận polymer.
Máy ép đùn gián đoạn thường được sử dụng trong các ứng dụng pha trộn nơi việc kiểm soát chính xác kích thước phân bố hạt và độ đồng đều của hỗn hợp là critical. Chúng cung cấp khả năng mở rộng và tính linh hoạt tuyệt vời, cho phép nhà sản xuất tùy chỉnh quy trình ép đùn theo yêu cầu sản phẩm cụ thể.
Máy ép đùn vít đôi quay đồng hướng không có sự ăn khớp
Ở khía cạnh khác, các ốc vít của máy ép trục song song đồng quay không ăn khớp hoặc liên kết với nhau khi chúng quay. Thay vào đó, chúng quay ở gần nhau mà không liên kết, cho phép xử lý vật liệu theo cách khác, thường dành cho các vật liệu giòn hoặc nhạy cảm với lực cắt như việc xử lý polymer nhạy cảm với nhiệt, vật liệu sinh học và sản phẩm thực phẩm. Máy ép không liên kết cung cấp điều kiện xử lý nhẹ nhàng trong khi vẫn đảm bảo khả năng trộn và pha trộn hiệu quả.
Máy ép trục song song quay ngược
Khác với máy ép nhựa đồng quay, máy ép vít đôi ngược quay có các vít quay theo hướng ngược lại. Cấu hình này tạo ra hiệu ứng nhào trộn và cắt mạnh đối với vật liệu, dẫn đến việc trộn và phân tán kỹ lưỡng. Máy ép vít đôi ngược quay hoạt động xuất sắc trong các ứng dụng yêu cầu lực cắt mạnh, chẳng hạn như khử dung môi, ép phản ứng và trộn các vật liệu được điền đầy cao. Chúng cung cấp sự kiểm soát chính xác về thời gian lưu và tốc độ cắt, khiến chúng phù hợp cho các điều kiện xử lý khó khăn.
Kích hoạt máy ép vít đôi ngược chiều
Trong máy ép đùn vít đôi xoắn ngược có sự tiếp xúc, hai vít được đặt đối xứng nhưng quay theo hướng ngược nhau. Cấu hình này ngăn không cho vật liệu di chuyển theo hình dạng '∞', vì đường dẫn xoắn của một vít bị chặn bởi vít kia. Thay vào đó, trong quá trình vận chuyển rắn, vật liệu được đưa về phía trước trong một khoang hình 'C' gần như khép kín. Tuy nhiên, vẫn duy trì một khe hở giữa đường kính ngoài của một vít và đường kính gốc của vít kia để cho phép vật liệu đi qua.
Khi vật liệu đi qua khe hở bán kính giữa hai vít, nó bị chịu lực cắt mạnh, trộn lẫn và nén chặt, dẫn đến quá trình nhựa hóa hiệu quả. Ngoài ra, tỷ lệ nén có thể đạt được bằng cách giảm dần bước vít, làm cho nó phù hợp để xử lý một loạt các sản phẩm.
Máy ép đùn vít đôi quay ngược không có sự tiếp xúc
Được sử dụng ít phổ biến hơn so với máy ép vít xoắn, máy ép vít song song không khớp hoạt động khác biệt so với máy ép vít đơn, nhưng có những điểm tương đồng ở chỗ nó dựa vào ma sát và sức cản nhớt để truyền vật liệu. Ngoài việc di chuyển về phía đầu máy, vật liệu có thể biểu hiện các mẫu lưu thông khác nhau do khoảng cách bán kính lớn giữa hai vít, điều này có thể dẫn đến rò rỉ đáng kể.
Ngoài ra, các vị trí tương đối của cánh vít có thể khiến áp suất vật liệu ở mặt đẩy của một vít cao hơn so với mặt chịu lực của vít kia, dẫn đến dòng chảy vật liệu từ mặt đẩy áp suất cao sang mặt chịu lực của vít kia. Sự quay vòng cản trở dòng chảy vật liệu tại điểm A, dẫn đến lưu thông và nhiều mẫu lưu thông khác nhau, làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng trộn, thông hơi và tái chế cao su.
Phần kết luận
Mỗi loại máy ép vít đôi đều cung cấp những lợi ích và khả năng độc đáo để đáp ứng các nhu cầu chế biến khác nhau của nhiều ngành công nghiệp. Hiểu rõ sự khác biệt giữa các loại máy ép này là điều quan trọng để chọn thiết bị phù hợp nhất cho một ứng dụng cụ thể.
Dù là để đạt được hiệu quả trộn tối ưu, duy trì tính nguyên vẹn của sản phẩm, hay cải thiện tính linh hoạt trong quá trình chế biến, việc lựa chọn đúng máy ép vít đôi có thể ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng sản phẩm, năng suất và thành công tổng thể trong sản xuất.