Руководство по коническим винтовым стволам: открыть компонент ядра

В областях переработки и обработки экструзии, таких как пластмассы, химические вещества, пищевые продукты и фармацевтические препараты, Конический винт ствол играет жизненно важную роль. Это основной компонент Конический двойной винт , предлагая уникальные преимущества обработки, отличные от параллельных экструдеров с двумя скромными и одноквестами из-за его конкретного дизайна.

1. Структура и дизайнерские особенности

Как следует из названия, основной характеристикой конического винтового ствола является его "Конический" дизайн. Представьте себе два винта с спиральными полетами; Они не параллельные цилиндры, но напоминают два конуса или усеченные конусы, указывающие на вершину к апексу, размещенные в соответствующем коническом стволе.

• Два винта: Обычно настроен для Контрвируя, не вводятся в действие операция Это означает, что винты вращаются в противоположных направлениях (одна часовая стрелка, одна против часовой стрелки) и их рейсы Не перемеживайтесь Во время вращения (в отличие от перемеживания двойных винтов, где полеты объединяются).
• Конический дизайн:
  • Feed End (Inlet): Самый большой диаметр. Это обеспечивает большую зону открытия, способствуя гладкому кормлению громоздких, пушистых материалов (таких как порошки, гранулы, переработки) или материалов с низкой плотностью.
  • Выписать конец (конец): Наименьший диаметр. Поскольку материал передается вперед, сжимается, расплавляется и смешан, сужающий конус естественным образом генерирует повышение давления на материал (действуя как таятельный насос).
• Элементы полета: В винтовых поверхностях обычно есть непрерывные полеты (похожие на отдельные полеты). Глубина полета, высота и другие параметры разработаны на основе свойств материала и требований к процессу.
• Ствол: Внутренний контур соответствует конуски винта, образуя закрытую камеру обработки. Ствол, как правило, сегментируется и оснащен системами отопления/охлаждения (электричество, нагревание масла/охлаждение) и датчиками температуры.

2. Принцип работы

Материал попадает из бункера с подачей в широкую серию подачи и передается вперед вращающимися винтами:

1. Передача и сжатие:
   • Поскольку диаметр винта уменьшается от подачи до разряда, глубина полета также становится более мелкой (объем полета уменьшается). Поскольку материал передается вперед, его пространство постепенно сжимается, увеличивая плотность.
   • Этот Прогрессивное объемное сжатие является одним из основных физических эффектов конического дизайна, применяя мягкое, но непрерывное давление на материал (особенно порошки), помогая в вентиляции и начальном уплотнении.
2. Таяние:
   • Трэндное тепло, генерируемое сжатием, в сочетании с внешним нагревом бочек, повышает температуру материала (особенно термопластики), инициируя плавление.
   • Конический дизайн способствует относительно однородной и мягкому плавлению.
3. Смешивание и гомогенизация:
   • Хотя винты не перемещаются, зазоры (зазоры) существуют между кончиками полета винта и стенкой ствола, а также между боковыми пленками двух винтов.
   • Материал подвергается интенсивный сдвиг В рамках этих пробелов. Одновременно материал проталкивается и обменивается между двумя винтами, достигая распределительного смешивания. Относительно длительное время проживания также помогает в смешивании и гомогенизации.
4. Вентиляция/Деволатилизация:
   • Воздух, влажность или небольшие летучие молекулы, захваченные во время кормления, легче вытягиваются во время сжатия. Конические бочки часто показывают вентиляционные порты Разработанный вниз по течению от зоны сжатия, используя отрицательное давление (расширение материала или помощь в вакууме) для эффективного летучего удаления.
5. Настройка давления:
   • По мере того, как материал передается на самый маленький диаметр разгрузки, поперечное сечение винта является минимальным, а каналы полета самые мелкие. Это означает, что на той же скорости винта давление передачи на единицу площади значительно увеличивается, создавая естественный Эффект "таяния насоса" Полем Это обеспечивает стабильное, легко установленное высокое давление для матрицы.
6. Увольнять: Гомогенизированный расплав проталкивается под высоким давлением через матрицу, установленную на переднем конце ствола, образуя желаемую форму (например, труба, лист, стержень, гранулы).

3. Основные преимущества

• Исключительная производительность кормления: Большое кормление идеально подходит для обработки сложных материалов, таких как порошки, рециркуляцию с низкой плотностью бульки или материалы, получавшие волокна. Минимизирует мосты.
• Эффективная деволатилизация/вентиляция: Естественная объемная сжатие и последующая конструкция зоны расширения (At Vents) делают его идеальным для материалов с высоким содержанием влаги или летучим содержанием, предлагая высокую эффективность деволатилизации.
• Нежная пластификация и смешивание: Прогрессирующее сжатие и относительно более низкая скорость сдвига (по сравнению с ко-дождливым перемежением близнецов) обеспечивают более мягкий процесс, особенно подходящий для:
  • Теплочувствительные материалы: ПВХ (поливинилхлорид) является типичным применением, которое эффективно сводит к минимуму деградацию.
  • МАТЕРИАЛИВАЦИИ СВЯЗИ: Такие как некоторые эластомеры, биополимеры, пластиковые композиты древесины (уменьшение поломки волокна).
  • Материалы, требующие сохранения физических свойств (например, молекулярная масса).
• Высокая возможность наращивания давления: Конические разряды в конечном итоге естественным образом создают высокое давление, что делает его идеальным для прямой экструзии (например, профили, трубы) или обеспечивает стабильное давление на оборудование вниз по течению (например, осадка на матрицу).
• Характеристики самоочищения (относительно): Контр-ротация и дизайн полета предлагают определенную степень самоочистки, снижение застоя и деградации материала.
• Относительно низкое потребление энергии: Нежный сдвиг обычно подразумевает более низкий вход механической энергии (МСП).
• Высокая заполняемая способность: Хорошо выполняется при обработке материалов с высоким содержанием наполнителя (например, карбонат кальция, древесная мука).

4. Основные области применения

Конические двойные экструдеры (Core: Conical Vint Barrel) особенно хорошо подходят для:

• ПВХ обработка: Их Самое классическое и самое большое приложение , включая:
  • Жесткий ПВХ (UPVC): Трубы, профили (окно/дверь), листы.
  • Гибкий ПВХ (PVC-P): Проволочная/кабельная куртка, шланг, пленка, искусственная кожа.
• Другие чувствительные к тепло или чувствительные к сдвигу материалы: Такие как CPE, CPVC, TPE, TPU, определенные биоразлагаемые пластмассы.
• Экструзия профиля: Профили окна/дверей, обрезка и т. Д. (Часто в сочетании с нисходящими калибровками/охлаждающими линиями).
• Экструзия трубы: Пластиковые трубы различных размеров.
• Осадка/составление: Особенно для задач, требующих высокой деволатилизации или включения свободных материалов (например, осадка из сухой смеси из ПВХ, переработка осадки).
• Композиты с высоким уровнем заполнены: Как деревянные пластиковые композиты (WPC), каменные пластиковые композитные (SPC) подложки.
• Деволатилизация/де-растворительность: Обработка полимерных растворов или выстрелов, содержащих растворители или большое количество летучих веществ.

5. Ограничения по сравнению с параллельным совместным двойным винтами

• Интенсивность смешивания (особенно дисперсионное смешивание): Неотъемлемый проект, не входящий в силу, обычно обеспечивает ниже интенсивность сдвига и менее сложное смешанное действие чем Межвируя совместные параллельные двойные винты. Параллельные близнецы превосходят приложения, требующие очень высокой дисперсии сдвига (например, дисперсия нано-заполнителей, смешивание компонентов высокой искривленности).
• Ограничение скорости винта: Конический дизайн представляет более сложные динамические проблемы с балансировкой на высоких скоростях, что обычно приводит к меньше максимальной скорости (например, десятки до нескольких сотен оборотов в минуту по сравнению с сотнями или даже более тысячами оборотов в минуту для параллельных близнецов).
• Ограничение пропускной способности: Ограничен скоростью винта и конструкцией объема полета, его Абсолютная максимальная пропускная способность Возможности, как правило, ниже, чем высокоскоростное промежуточное вращение параллельных параллельных двойных винтов.
• Гибкость конфигурации винта: Конические винты обычно являются интегральными или имеют ограниченную модульность. Их гибкость в различных комбинациях полета - это намного ниже чем очень модульные параллельные двойные винты (которые могут свободно комбинировать передачу, заминка, обратные элементы и т. Д.). Регулировка процесса больше зависит от температуры, скорости, скорости подачи и внутренней конструкции винта.
• Распределение времени проживания (RTD): Распределение времени проживания имеет тенденцию быть шире по сравнению с параллельными двойными винтами.

6. Ключевые соображения для выбора и использования

• Материальные характеристики: Порошок/гранулы? Массовая плотность? Тепловая стабильность? Чувствительность сдвига? Влага/летучие содержание? Требования к смешиванию? Это основная основа для выбора конических и параллельных двойных винтов.
• Цель процесса: В первую очередь экструзия? Или пеллезируется? Является ли Devolatilization - это основное требование? Какова целевая пропускная способность?
• Конструкция конуса (соотношение L/D и угол конуса): Соотношение длины/диаметра (L/D, эффективная длина винта относительно диаметра разряда) и удельный конусный коэффициент сжатия, время пребывания, эффективность смешивания и способность наращивания давления.
• Винт дизайн: Полевой шаг, профиль глубины полета и т. Д., Нужна оптимизация для материала и процесса.
• Контроль температуры бочки: Точный зональный контроль температуры имеет решающее значение, особенно для теплочувствительных материалов (например, ПВХ).
• Винт диапазон скорости: Должен соответствовать требованиям сдвига и пропускной способности процесса.
• Драйв питания и крутящий момент: Должен обеспечить достаточный ввод энергии, особенно при высокой сопротивлении головы.
• Обслуживание: Мониторинг винта и износа ствола (особенно с высоко заполненными материалами), простота очистки (избегайте мертвых мест) и реализуйте регулярные графики технического обслуживания.