Изучение Различных Типов Двухшнековых Экструдеров

2024-05-11

Двухшнековые экструдеры — это жизненно важные машины, используемые в различных отраслях промышленности для смешивания, компаундирования и экструзии таких материалов, как пластмассы, продукты питания и фармацевтические препараты. Их универсальность делает их незаменимыми в современном производстве. Однако не все одинаковы; они различаются по типам, каждый из которых соответствует конкретным потребностям.

Двухшнековые экструдеры

В этой статье рассматриваются различные типы двухшнековых экструдеров и их уникальные особенности.

Классифицируется по конфигурации винтов

Двухшнековые экструдеры делятся на параллельные двухшнековые экструдеры и конические двухшнековые экструдеры на основе конфигурация винтов. В параллельных двухшнековых экструдерах шнеки расположены параллельно друг другу по всей длине. В конических двухшнековых экструдерах шнеки имеют коническую форму, диаметр которых постепенно уменьшается от подающего конца к концу матрицы.

Параллельный двухшнековый экструдер

Параллельные двухшнековые экструдеры оснащены шнеками одинакового диаметра по всей длине. Они обычно используются для обработки полиолефинов (таких как полиэтилен и полипропилен), нейлона, ПК, полиэфиров и других материалов.

Преимущества:

Адаптивность с точки зрения соотношения сторон остается сильной стороной параллельных двухшнековых экструдеров. Они могут регулировать соотношение сторон, увеличивая или уменьшая его в зависимости от условий формования, чтобы соответствовать требованиям технологий обработки пластмасс. Такая гибкость расширяет диапазон применения параллельных двухшнековых экструдеров, чего сложно достичь с помощью конических двухшнековых экструдеров.

Недостатки:

Из-за ограниченного пространства, вызванного меньшим межцентровым расстоянием между двумя винтами, радиальные и упорные подшипники, поддерживающие два выходных вала, вместе с соответствующими трансмиссионными шестернями сталкиваются со значительными проблемами в коробке передач параллельного двухвинтового двигателя. экструдеры.

Несмотря на усилия конструкторов, они изо всех сил пытаются решить проблему ограниченной несущей способности, небольшого модуля зубчатой передачи, небольшого диаметра и уменьшенного диаметра хвостовой части двух винтов, что приводит к заметному дефициту сопротивления скручиванию. Выходной крутящий момент ограничен, а несущая способность снижена, что является существенным недостатком параллельных двухшнековых экструдеров.

Конический двухшнековый экструдер

Конические двухшнековые экструдеры оснащены шнеками большего диаметра на подающем конце и меньшего диаметра на конце матрицы. Эти экструдеры, в основном используемые для переработки ПВХ, отличаются уникальной конструкцией, оптимизированной для конкретных требований к материалам.

Преимущества:

Два конических винта расположены горизонтально, их оси наклонены при вставке в ствол. Поскольку расстояние между их осями постепенно увеличивается от более узкого конца к более широкому, коробка передач обеспечивает большие межосевые расстояния между двумя выходными валами. Такое расположение обеспечивает достаточно места для установки шестерен, валов-шестерен, а также радиальных и упорных подшипников, способствуя эффективной передаче.

Такая гибкость конструкции позволяет использовать радиальные и упорные подшипники большего размера с валами, размер которых позволяет выдерживать передачу высокого крутящего момента. Следовательно, конические двухшнековые экструдеры обладают замечательными характеристиками, включая высокий рабочий крутящий момент и несущую способность, что отличает их от параллельных двухшнековых экструдеров.

Недостатки:

Недостатком конических двухшнековых экструдеров является их ограниченная адаптируемость из-за разного диаметра шнеков по их длине, что может привести к проблемам в достижении равномерной обработки материала. Кроме того, сложность конструкции и потенциально более высокие затраты на строительство являются факторами, которые, возможно, необходимо учитывать.

Сходства между двумя типами

Все они имеют механизм принудительного продвижения пластика вперед, хорошие возможности смешивания и пластификации, а также возможности обезвоживания. По сути, он имеет одинаковую адаптируемость к процессам формования материалов и пластиковых изделий.

Разница между двумя типами
- Диаметр: Параллельные сдвоенные шнеки имеют одинаковый диаметр, тогда как конические сдвоенные шнеки имеют разные диаметры на меньшем и большем концах.
- Расстояние до центра: Межосевое расстояние между параллельными винтами остается постоянным, тогда как оси конических сдвоенных винтов образуют угол, что приводит к изменению размеров межосевого расстояния вдоль осей.
- Отношение длины к диаметру: Отношение длины к диаметру (L/D) для параллельных сдвоенных шнеков относится к отношению эффективной длины шнека к его наружному диаметру, тогда как для конических сдвоенных шнеков оно относится к отношению эффективной длины шнека к его внешнему диаметру. привинтите к среднему диаметру на большем и меньшем концах.
Из вышеизложенного ясно, что наиболее значительная разница между параллельными и коническими двухшнековыми экструдерами заключается в геометрической форме цилиндров шнеков, что приводит к различным структурным и эксплуатационным различиям. Несмотря на свои отличительные характеристики, оба типа имеют свои преимущества.

Классификация по направлению вращения двух винтов

Двухшнековые экструдеры подразделяются на типы с однонаправленным и встречным вращением в зависимости от направления вращения шнеков.

Двухшнековые экструдеры с однонаправленным вращением

Двухшнековые экструдеры с сонаправленным вращением имеют два шнека, которые вращаются в одном направлении. Эти машины очень эффективны при смешивании и компаундировании материалов. Экструдеры с сонаправленным вращением способны работать с широким диапазоном вязкостей и составов, что делает их идеальными для обработки полимерных смесей, маточных смесей и реактивной экструзии. Они обладают превосходными характеристиками самовытирания и транспортировки, обеспечивая равномерное диспергирование и распределение добавок по всему материалу.

Преимущества двухшнековых экструдеров с сонаправленным вращением:

Улучшенное микширование: Переплетающиеся шнеки, а также настраиваемые шнековые элементы позволяют точно контролировать интенсивность и качество смешивания, превосходя одношнековые экструдеры.
Гибкость обработки: Дозированная подача позволяет независимо контролировать производительность, облегчая выполнение разнообразных функций обработки на одной машине.
Контролируемые параметры процесса: Узкое распределение времени пребывания и точный контроль температуры приводят к улучшению профилей зависимости температуры от времени сдвига и лучшей стабильности качества продукта.
Эффективное производство: Принудительная транспортировка позволяет обрабатывать широкий спектр материалов с минимальным временем простоя.
Экономическая эффективность: Высокая гибкость и производительность позволяют производить разнообразную конечную продукцию стабильного качества, а износ шнеков можно компенсировать путем регулирования скорости шнеков.

Двухшнековые экструдеры с сонаправленным вращением можно дополнительно разделить на взаимодействующие двухшнековые экструдеры, вращающиеся в одном направлении и двухшнековый экструдер с однонаправленным вращением без зацепленияосновано на блокирующее поведение винтов как они вращаются.

Совместно вращающиеся двухшнековые экструдеры

В взаимодействующих двухшнековых экструдерах, вращающихся вместе, шнеки сцепляются или сцепляются друг с другом при вращении, что способствует эффективной обработке и транспортировке материала. Такая конструкция улучшает возможности экструдера по распределительному смешиванию, способствуя тщательному диспергированию добавок и наполнителей внутри полимерной матрицы.

Экструдеры с взаимозацеплением обычно используются в процессах компаундирования, где первостепенное значение имеет точный контроль распределения частиц по размерам и однородности смешивания. Они предлагают превосходную масштабируемость и гибкость, позволяя производителям адаптировать процесс экструзии к конкретным требованиям продукта.

Двухшнековые экструдеры с однонаправленным вращением без зацепления

С другой стороны, двухшнековые экструдеры, вращающиеся вместе, без зацепления, имеют шнеки, которые не сцепляются и не зацепляются при вращении. Вместо этого они вращаются близко друг к другу, не зацепляясь, что позволяет выполнять различные виды обработки материалов, обычно подходящие для деликатных материалов или применений, где чувствительность к сдвигу является проблемой, например, обработка термочувствительных полимеров, биоматериалов и пищевых продуктов. Экструдеры без зацепления обеспечивают щадящие условия обработки, в то же время обеспечивая эффективное смешивание и компаундирование.

Двухшнековые экструдеры встречного вращения

В отличие от экструдеров с сонаправленным вращением, двухшнековые экструдеры с встречным вращением имеют шнеки, которые вращаются в противоположных направлениях. Такая конфигурация придает материалу значительное перемешивающее и сдвиговое действие, что приводит к тщательному перемешиванию и диспергированию. Экструдеры встречного вращения превосходно подходят для применений, требующих интенсивных усилий сдвига, таких как удаление летучих веществ, реактивная экструзия и смешивание материалов с высоким содержанием наполнения. Они обеспечивают точный контроль времени пребывания и скорости сдвига, что делает их пригодными для сложных условий обработки.

Совмещенные двухшнековые экструдеры встречного вращения

В сцепленных двухшнековых экструдерах, вращающихся в противоположных направлениях, два шнека расположены симметрично, но вращаются в противоположных направлениях. Такая конфигурация предотвращает движение материала в форме буквы «∞», поскольку спиральный путь одного винта затруднен витком другого винта. Вместо этого материал во время транспортировки твердых материалов подается вперед в приблизительно закрытой камере С-образной формы. Однако между внешним диаметром одного шнека и диаметром основания другого шнека сохраняется определенный зазор, обеспечивающий проход материала.

Когда материал проходит через радиальный зазор между двумя шнеками, он подвергается интенсивному сдвигу, перемешиванию и уплотнению, что приводит к эффективной пластификации. Кроме того, степень сжатия достигается за счет постепенного уменьшения шага винта, что делает его пригодным для обработки различных продуктов.

Двухшнековые экструдеры с встречным вращением без зацепления

Менее распространенные, чем типы с взаимозацеплением, двухшнековые экструдеры с противоположным вращением без зацепления работают по-другому, но имеют сходство с одношнековыми экструдерами, полагаясь на трение и вязкое сопротивление для транспортировки материалов. Помимо движения к головке машины, материал демонстрирует различные формы течения из-за большого радиального зазора между двумя шнеками, что приводит к значительной утечке.

Кроме того, взаимное расположение витков винтов приводит к тому, что давление материала на упорную поверхность одного винта выше, чем на рабочую поверхность другого винта, что приводит к потоку от упорной поверхности высокого давления к рабочей поверхности другого винта. Вращение препятствует потоку материала в точке А, вызывая поток и различные другие формы потока, что делает их пригодными для смешивания, вентиляции и удаления летучих веществ.

Заключение

Каждый тип двухшнекового экструдера предлагает уникальные преимущества и возможности, удовлетворяющие разнообразные потребности обработки в различных отраслях промышленности. Понимание различий между этими типами экструдеров имеет решающее значение для выбора наиболее подходящего оборудования для конкретных применений.

Правильный выбор двухшнекового экструдера может существенно повлиять на качество продукции, эффективность производства и общий успех производства, будь то достижение оптимальной эффективности смешивания, поддержание целостности продукта или повышение гибкости процесса.

 Одношнековый Экструдер Против Двухшнекового Экструдера

Изучите будущее экструзии пластика с GSmach на выставке Plast Eurasia Istanbul 2024! 