Sprievodca kužeľovými sudmi skrutky: Odhalenie základnej komponentu

V zloženiach a extrúznych spracovateľských oblastiach priemyselných odvetví, ako sú plasty, chemikálie, potraviny a farmaceutiká, Kužeľový valec hrá dôležitú úlohu. Je to základná súčasť a Kužeľový extrudér s dvojitou skrutkou , ponúkajú jedinečné výhody spracovania odlišné od paralelných extrudérov s dvojitou štrbinou a jednostranným extrudérom kvôli jeho špecifickému dizajnu.

1. Štruktúra a konštrukčné prvky

Ako už názov napovedá, jadrovou charakteristikou kužeľového skrutkového valca je jej „KONICKÝ“ dizajn. Predstavte si dve skrutky s špirálovitými letmi; Nie sú to paralelné valce, ale pripomínajú dva kužele alebo skrátené kužele smerujúce vrchol-Apex, ktoré sú umiestnené v zodpovedajúcom kužeľovom hlavni.

• Dve skrutky: Zvyčajne nakonfigurované pre protiopatrenie, neintermeshing prevádzka. To znamená, že skrutky sa otáčajú v opačných smeroch (jeden v smere hodinových ručičiek, jeden proti smeru hodinových ručičiek) a ich lety Nezamierajte Počas rotácie (na rozdiel od prepletenia dvojitých skrutiek, kde sa lety spoja).
• Kužeľový dizajn:
  • Koniec napájania (vstup): Najväčší priemer. Toto poskytuje veľký otvárací priestor, ktorý uľahčuje hladké kŕmenie objemných, našuchorených materiálov (ako sú prášky, pelety, recyklát) alebo materiálov s nízkou hustotou.
  • Koniec vypúšťania (koniec koncov): Najmenší priemer. Keď sa materiál sprostredkuje dopredu, stlačený, roztavený a zmiešaný, zužujúci sa kužeľ prirodzene vytvára zvyšujúci sa tlak na materiál (pôsobí ako topenie).
• Letové prvky: Povrchy skrutiek majú zvyčajne kontinuálne lety (podobné veľkým jednotlivým letom). Hĺbka letu, ihrisko a ďalšie parametre sú navrhnuté na základe vlastností materiálu a požiadaviek na procesy.
• Sud: Vnútorný obrys zodpovedá zúženiu skrutky a vytvára uzavretú spracovaciu komoru. Hlaveň je zvyčajne segmentovaná a vybavená systémami vykurovacích/chladiacich (elektrické, olejové zahrievanie/chladenie) a teplotnými senzormi.

2. Pracovný princíp

Materiál vstupuje z násypky na kŕmenie do širokej časti prívodu a je prevedený dopredu rotačnými skrutkami:

1. Prevádzanie a kompresia:
   • Pretože priemer skrutiek klesá z krmiva na výtok, hĺbka letu sa stáva aj plytšou (objem letu klesá). Keď sa materiál sprostredkuje dopredu, jeho priestor je postupne komprimovaný a zvyšuje hustotu.
   • Tak progresívna objemová kompresia je jedným zo základných fyzikálnych účinkov kužeľového dizajnu, ktorý na materiál (najmä prášky) aplikuje jemný, ale nepretržitý tlak na materiál (najmä prášky), čo pomáha pri odvete a počiatočnom zhutnení.
2. Topenie:
   • Trečné teplo generované kompresiou v kombinácii s vonkajším zahrievaním hlavne zvyšuje teplotu materiálu (najmä termoplasty), čím sa začína topenie.
   • Konečný dizajn podporuje relatívne rovnomerné a jemné topenie.
3. Miešanie a homogenizácia:
   • Aj keď skrutky nie sú intermeshom, medzi hrotmi skrutky a stenou v hlavni a medzi letovými bokmi oboch skrutiek existujú medzery (voľné látky).
   • Podstúpiť materiál intenzívny strih v rámci týchto medzier. Súčasne sa materiál tlačí a vymieňa medzi dvoma skrutkami a dosahuje distribučné miešanie. Relatívne dlhý čas na pobyt tiež pomáha pri miešaní a homogenizácii.
4. Veting/devolatilizácia:
   • Vzduch, vlhkosť alebo malé prchavé molekuly zachytené počas kŕmenia sa ľahšie vytlačia počas kompresie. Často sa konajú kužeľové sudy odvzdušňovací prístav Navrhnuté po prúde kompresnej zóny s využitím záporného tlaku (rozšírenie materiálu alebo vákuová pomoc) v tomto bode na efektívne prchavé odstránenie.
5. Vytváranie tlaku:
   • Keď sa materiál prenášal do najmenšieho konca vypúšťania priemeru, prierez skrutiek je minimálny a letové kanály sú najchudobnejšie. To znamená, že pri rovnakej rýchlosti skrutky sa výrazne zvyšuje tlak na prepojenie na jednotku, čím sa vytvára prirodzený efekt „tavenina“ . Toto poskytuje stabilný, ľahko stanovený vysoký tlak na matrice.
6. Výtok: Homogenizovaná tavenina je tlačená pod vysokým tlakom cez matrice namontovanú na prednom konci hlavne, čím sa vytvára požadovaný tvar (napr. Rúrka, plech, tyč, pelety).

3. Základné výhody

• Výnimočný výkon kŕmenia: Veľké hrdlo krmiva je ideálne na manipuláciu s ťažkými materiálmi, ako sú prášky, recyklát s nízkou hustotou alebo materiály vystužené z vlákien. Minimalizuje premostenie.
• Efektívna devolatilizácia/vetranie: Prírodná objemová kompresia a následný návrh expanznej zóny (v prieduchoch) robia z neho ideálnu pre materiály s vysokým obsahom vlhkosti alebo prchavým obsahom, čo ponúka vysokú účinnosť devolatizácie.
• Jemná plastifikácia a miešanie: Progresívna kompresia a relatívne nižšie šmykové rýchlosti (v porovnaní s ko-rotačnými dvojčatami) poskytujú jemnejší proces, zvlášť vhodný pre:
  • Materiály citlivé na teplo: PVC (polyvinylchlorid) je typická aplikácia, ktorá účinne minimalizuje degradáciu.
  • Materiály citlivé na šmyky: Ako sú určité elastoméry, biopolyméry, drevené plastické kompozity (znižovanie rozbitia vlákien).
  • Materiály vyžadujúce zachovanie fyzikálnych vlastností (napr. Molekulová hmotnosť).
• Schopnosť nadradeného tlaku: Kuchársky výtokový koniec prirodzene vytvára vysoký tlak, vďaka čomu je ideálny na priame vytláčanie (napr. Profily, potrubia) alebo poskytuje stabilný tlak na následné zariadenie (napr.
• Samočistiace charakteristiky (relatívne): Kontrakcia a dizajn letu ponúkajú určitý stupeň samočistiaceho, znižujúceho stagnáciu a degradáciu materiálu.
• Relatívne nízka spotreba energie: Jemný šmyk typicky znamená vstup do nižšej špecifickej mechanickej energie (SME).
• Vysoká kapacita náplne: Vykonáva dobre pri manipulácii s materiálmi s vysokým obsahom plniva (napr. Uhličitan vápenatý, drevená múka).

4. Oblasti primárnych aplikácií

Kuchárske extrudéry s dvojitou skrutkou (jadro: kužeľový skrutkový valc) sú obzvlášť vhodné pre:

• Spracovanie PVC: Ich Najlepšie a najväčšie aplikácie vrátane:
  • Tuhý PVC (UPVC): Rúry, profily (okno/dvere), listy.
  • Flexibilný PVC (PVC-P): Pobelá s káblom, hadica, film, umelá koža.
• Ostatné materiály citlivé na teplo alebo strih: Ako CPE, CPVC, TPE, TPU, určité biologicky odbúrateľné plasty.
• Vytlačenie profilu: Profily okna/dverí, orezanie atď. (Často spárované s kalibračnými/chladiacimi čiarami na po prúde).
• Vytláčanie potrubí: Plastové potrubia rôznych veľkostí.
• Pelletizácia/zloženie: Najmä pri zložení úloh, ktoré si vyžadujú vysokú devolatilizáciu alebo zahŕňajú voľné materiály (napr. PVC suchý pelletizácia zmesi, recyklačná peletizácia).
• Vysoko vyplnené kompozity: Rovnako ako drevené kompozity (WPC), substráty podlahy kamenných a plastových kompozitov (SPC).
• Devolatilizácia/delvantizácia: Spracovanie polymérnych roztokov alebo kalov obsahujúcich rozpúšťadlá alebo veľké množstvo prchavých látok.

5. Obmedzenia v porovnaní s paralelným ko-rotáciou dvojitých skrutiek

• Intenzita miešania (najmä disperzné miešanie): Kontraptorový konštrukcia proti rotácii vo všeobecnosti poskytuje znížiť intenzita šmyku a menej zložité miešanie ako Prepremenné ko-rotácia paralelných dvojitých skrutiek. Paralelné dvojčatá sú vynikajúce pre aplikácie vyžadujúce veľmi vysokú šmykovú disperziu (napr. Disperzia nano vyplniteľov, miešanie komponentov s vysokou viskozitou).
• Obmedzenie rýchlosti skrutky: Kuchársky dizajn predstavuje zložitejšie problémy s dynamickým vyrovnávaním pri vysokých rýchlostiach, čo zvyčajne vedie k a nižšia maximálna rýchlosť (napr. desiatky až niekoľko stoviek ot / min, v porovnaní so stovkami alebo dokonca viac ako tisíc ot / min pre paralelné dvojčatá).
• Obmedzenie priepustnosti: Obmedzené rýchlosťou skrutky a dizajnu objemu letu, jej absolútna maximálna priepustnosť Schopnosť je vo všeobecnosti nižšia ako vysokorýchlostná intermetická ko-rotácia paralelných dvojitých skrutiek.
• Flexibilita konfigurácie skrutky: Kuchárske skrutky sú zvyčajne neoddeliteľné alebo majú obmedzenú modularitu. Ich flexibilita pre rôzne kombinácie letových prvkov je omnoho nižší ako vysoko modulárne paralelné dvojité skrutky (ktoré dokážu voľne kombinovať sprostredkovanie, miesenie, reverzné prvky atď.). Nastavenie procesu sa viac spolieha na teplotu, rýchlosť, rýchlosť posuvu a inherentný návrh skrutiek.
• Distribúcia času pobytu (RTD): Distribúcia času pobytu má tendenciu byť širšie v porovnaní s paralelnými dvojitými skrutkami.

6. Kľúčové úvahy o výbere a používaní

• Materiálové charakteristiky: Prášok/pelety? Objemová hustota? Tepelná stabilita? Strih citlivosť? Vlhkosť/prchavý obsah? Požiadavky na miešanie? Toto je primárny základ pre výber kužeľových vs. paralelných dvojčiat.
• Cieľ procesu: Predovšetkým vytláčanie? Alebo peletizácia? Je devolatilizácia základnou požiadavkou? Aká je cieľová priepustnosť?
• Návrh natáčania (pomer L/D a uhol zúženia): Pomer dĺžky/priemeru (L/D, efektívna dĺžka skrutky v porovnaní s priemerom výboja) a špecifický uhol zužovača ovplyvňujú pomer kompresie, čas pobytu, účinnosť miešania a schopnosť vytvárania tlaku.
• Dizajn skrutky: Letové ihrisko, profil hĺbky letu atď. Potrebuje optimalizáciu materiálu a procesu.
• Regulácia teploty sudov: Presná regulácia zonálnej teploty je kritická, najmä pre materiály citlivé na teplo (napr. PVC).
• Rozsah rýchlosti skrutky: Musí splniť požiadavky na šmykové a priepustné požiadavky procesu.
• Pohon a krútiaci moment: Musí poskytnúť dostatočný energetický vstup, najmä pod vysokým odporom matrice.
• Údržba: Monitorujte skrutku a opotrebovanie sudov (najmä s vysoko naplnenými materiálmi), ľahké čistenie (vyhnúť sa mŕtvym škvrnám) a implementovať pravidelné plány údržby.