5 Dinge, die Sie über gleichläufige Doppelschneckenextruder wissen müssen

Ineinandergreifende, gleichläufige Doppelschneckenextruder werden häufig in den Bereichen Kunststoff- und Gummimischungsmodifizierung, Kunststoff-Masterbatch, Kunststoff- und Glasfaserverstärkung, Mischen verschiedener Kabelmaterialien, Mischen von PLA, PBAT und Maisstärke usw. eingesetzt. Sie sind die erste Wahl für kontinuierliche Mischgeräte zur Polymermodifizierung. Gleichläufige Doppelschneckenextruder sind einer der Haupttypen von Doppelschneckenextrudern.

Strukturelle Merkmale des gleichläufigen Doppelschneckenextruders

Das auffälligste Merkmal des gleichläufigen Doppelschneckenextruders ist das „Baustein“-Design von Schnecke und Zylinder. Die Schnecke besteht aus mehreren Elementen, die auf dem Dorn ummantelt sind, wie z. B. Kegelelement, Knetelement, TME, SME usw., spezielles funktionales Schneckenelement. Der Zylinder besteht ebenfalls aus verschiedenen Zylinderteilen (Schließzylinder, Auslasszylinder und Zufuhrzylinder). 

Entsprechend dem spezifischen Material, der Formel und den Leistungsanforderungen der herzustellenden Mischung werden durch wissenschaftliche Kombination verschiedene Arten und Mengen von Schneckenelementen (Förderelemente und Knetelemente) in einer bestimmten Reihenfolge kombiniert, um die Mischaufgabe effizient abzuschließen. 

Durch Ändern der Kombinationsreihenfolge von Schnecke und Zylinder kann der beste Nutzungseffekt verschiedener Materialien und Formulierungen erzielt werden, und der Zweck der Mehrfachverwendung einer Maschine kann erreicht werden. Ein weiterer Vorteil des Baukastendesigns besteht darin, dass das verschlissene Schneckenelement teilweise ausgetauscht werden kann, wodurch die Verschrottung der gesamten Schnecke vermieden und die Wartungskosten erheblich gesenkt werden. Das modulare Design des Zylinders kann durch Flansche oder Zugstangen verbunden werden, und Mini-Labormaschinen werden normalerweise durch Zugstangen verbunden. 

In den Zylinder sind normalerweise Bimetallbuchsen eingebettet, um die Verschleißfestigkeit der Zylinderinnenfläche zu verbessern. Um eine genaue Temperatur zu erreichen, verfügt jeder Zylinder über ein eigenes Heiz-/Kühldesign, um die beste Kombination aus Kühl- und Heizfunktionen zu erreichen.

Durch die Kombination verschiedener Schneckenelemente verfügen alle gleichläufigen Doppelschneckenextruder über die Funktionen Zuführen, Schmelzen, Mischen, Absaugen, Druckhalten und Fördern und realisieren so vielfältige Prozesse wie Materialförderung, Plastifizieren, Scheren, Absaugen, Druckhalten und Extrudieren.

Arbeitsprinzip

Der Aufbau und die Funktion des gleichläufigen Doppelschneckenextruders ähneln denen des Einschneckenextruders, das Arbeitsprinzip ist jedoch sehr unterschiedlich. Es wird hauptsächlich in den folgenden Aspekten gezeigt.

Transport erzwingen

Bei einer kämmenden, gleichsinnig rotierenden Doppelschnecke bewegen sich in der Eingriffsposition zwei Schnecken in entgegengesetzte Richtungen, wobei eine Schnecke das Material in den Eingriffsspalt hineinzieht, während die andere das Material aus dem Spalt herauszieht, wodurch das Material von einer Schneckennut in eine andere übertragen wird und das Material zwangsweise in einer Form entlang der Schnecke zum Kopf transportiert wird.  

Homogenisieren und Mischen

Die gleichsinnig drehende Doppelschnecke hat in der Eingriffsposition einen kleinen Spalt und die Geschwindigkeitsrichtung der Schneckenstange und der Schneckennut ist entgegengesetzt, sodass die Schergeschwindigkeit im Eingriffsbereich hoch und die Scherkraft groß ist. Der Mischeffekt ist viel besser als bei einem Einschneckenextruder und einem gegenläufigen Doppelschneckenextruder.

Fantastische Selbstreinigung

Beim gleichläufigen Doppelschneckenextruder ist die Relativgeschwindigkeit höher, da die Geschwindigkeitsrichtung der Schneckenrippe und der Schneckennut im Eingriffsbereich entgegengesetzt ist. Daher hat er eine sehr hohe Schergeschwindigkeit, kann an der Schnecke haftendes Ansammlungsmaterial abkratzen und hat einen sehr guten Selbstreinigungseffekt, sodass die Verweilzeit des Materials sehr kurz ist und es nicht leicht zu lokaler Verschlechterung kommt.   

Kontrollierbare Plastifizierung von Materialien

Der Schneckenspalt hat einen großen Einfluss auf die Plastifizierungsqualität des Materials. Je kleiner der Spalt, desto größer die Scherkraft, aber die durchfließende Materialmenge nimmt ab. Je größer der Spalt, desto größer die Materialmenge, aber die Scherkraft nimmt ab. 

Materialkompression

Es gibt viele Möglichkeiten, das Material eines gleichläufigen Doppelschneckenextruders zu komprimieren, und die Gesamtwirkung ist gut. 

Flexible Fütterungsmethoden

Der gleichläufige Doppelschneckenextruder verwendet eine dosierte Mangelzufuhr und ermöglicht die Mischung verschiedener Materialien zu einer festgelegten Zeit, in gleichmäßiger Menge und bei gleichbleibender Temperatur.

Brillanter Auspuff

Bei der Dosierung von Mangelzufuhr kann das Förderelement mit großer Führung verwendet werden, um die Schraubennut im ungefüllten Zustand und im Nulldruckzustand herzustellen, sodass der Absaugabschnitt eingestellt werden kann. Die Unterdruckvakuumpumpe wird verwendet, um kleine molekulare Substanzen wie flüchtige Stoffe und Feuchtigkeit im Mischsystem zu extrahieren. Der allgemeine Grenzvakuumgrad kann -0,1 MPa erreichen.

Perfektes Granuliersystem

Die häufigste Verwendung der gleichläufigen Doppelschnecke ist die Modifikationsgranulierung. Unterschiedliche Materialien erfordern unterschiedliche Pelletier-/Granuliersysteme. Es kommen mehrere Pelletier-/Granuliersysteme in Betracht. Zum Beispiel: wassergekühltes Strangpelletiersystem, luftgekühltes Strangpelletiersystem, luftgekühltes Heißschneidepelletiersystem, Wasserringpelletiersystem, exzentrisches Wassernebelpelletiersystem und das am meisten automatisierte Unterwasserpelletiersystem. Außerdem müssen unterschiedliche Pelletiersysteme mit entsprechenden Zusatzmaschinen ausgestattet sein.

Anwendung des Doppelschneckenextruders

Je nach der unterschiedlichen Drehrichtung der beiden Schnecken kann der Doppelschneckenextruder in einen gleichläufigen und einen gegenläufigen Doppelschneckenextruder unterteilt werden. Ineinandergreifende gleichläufige Doppelschneckenextruder werden häufig zur physikalischen und chemischen Modifizierung von Matrixharzen verwendet, beispielsweise zum Füllen, Verstärken, Härten, reaktiven Extrudieren usw.

Es sollte ein mitdrehender Doppelschneckenextruder ausgewählt werden, der hauptsächlich durch Dispergieren und Mischen verschiedener Rohstoffe gemischt wird, und die Geschwindigkeitsvektoren der mitdrehenden Doppelschnecke sind einander entgegengesetzt. Daher ist die Scherwirkung der gleichen rotierenden Doppelschnecke im Vergleich zur rotierenden Doppelschnecke viel größer, was für PVC-Mischformen nicht geeignet ist.

Pulverförmiges Calciumcarbonat, Talkumpuder und Titandioxid werden üblicherweise zum Mischen und Füllen von Kunststoffen verwendet, mit einer Füllmenge von 30% bis 60% und einem Füllmasterbatch von bis zu 80%. Da der Pulverfüllstoff viel Luft enthält, wird die Luft beim Mischen in der Knetzone der Schnecke abgetrennt, was zu einem Rückfluss des Materials in den Schneckentank führt, den Vorwärtstransport des Pulvers beeinträchtigt und schließlich die Extrusionsmenge verringert.

Anwendungsbeispiele für Doppelschneckenextruder

• Glasfaserverstärkung, Kraftstoffbarrieregranulat (wie PA6, PA66, Polyester, Polybutylenterephthalat, Polypropylen, polycarbonatverstärkter Flammschutz usw.). 

• Granulierung mit hohem Füllstoffanteil (wie Polyethylen und Polypropylen gefüllt mit 75% Calciumcarbonat). 

• Granulierung wärmeempfindlicher Materialien (wie Polyvinylchlorid und vernetzte Polyethylen-Kabelmaterialien).

• Konzentriertes Masterbatch (z. B. Füllung mit 50%-Toner); antistatisches Masterbatch, Legierung, Färbung, Mischgranulat mit geringer Füllung.

• Granulierung von Kabelmaterialien (wie z. B. Mantelmaterialien und Isolationsmaterialien).

• Granulierung von vernetzten Polyethylenrohren (z. B. Heißwasser-Vernetzungs-Masterbatch).

• Mischen und Extrudieren von duroplastischen Kunststoffen (wie Phenolharz, Epoxidharz und Pulverlacken). 

• Schmelzklebstoff und reaktive Extrusionsgranulation von Polyurethan (wie etwa EVA-Schmelzklebstoff und Polyurethan), K-Harz, SBS-Entgasungsgranulation, PLA + PBAT + Maisstärke für die Herstellung vollständig biologisch abbaubarer Materialmischungen usw.

Vorteile und Nachteile

Aufgrund der Komplexität des strukturellen Designs und der Verarbeitung des Doppelschneckenextruders ist die theoretische Entwicklung noch nicht perfekt und es bleibt noch viel zu tun. Das kombinierte Design des gleichläufigen Doppelschneckenextruders kann jedoch Schneckenelemente und Zylinderelemente mit verschiedenen geometrischen Formen kombinieren. Das Design kann entsprechend den unterschiedlichen Mischanforderungen optimiert werden, um den Anforderungen verschiedener Prozessformulierungen gerecht zu werden, sodass der gleichläufige Doppelschneckenextruder eine starke Anpassungsfähigkeit aufweist. 

Dies zeigt sich vor allem in folgenden Aspekten:

Mischleistung

Durch das Ineinandergreifen der beiden Schnecken können je nach Bedarf Förderelemente aller Art, wie Rückförderelemente, Knetelemente, TME, SME etc., hinzugefügt werden, um die Scherung/Mischung präzise einzustellen, sodass die Mischstärke und Mischqualität (ob dispergiertes Mischen oder dispergiertes Mischen) effektiv gesteuert werden kann. Dies geht über die Fähigkeiten eines Einschneckenextruders hinaus.

Verarbeitungsflexibilität

Der gleichläufige Doppelschneckenextruder verwendet üblicherweise die Messung der Mangelzufuhr, und die Ausgabe hängt von der Zufuhrmenge ab und hat nichts mit der Schneckengeschwindigkeit zu tun. Es handelt sich also um eine unabhängig steuerbare Variable, sodass er flexibel mit verschiedenen Verarbeitungsfunktionen wie Schmelzen, Mischen, Absaugen, Reagieren usw. umgehen kann.

Kontrollierbarkeit der Prozessparameter

Der gleichläufige Doppelschneckenextruder verfügt über eine enge (sehr kurze) Verweilzeitverteilung, eine gute Konvektionswärmeübertragung und eine genaue Kontrolle der Temperaturkurve, wodurch eine bessere Extrusionsscherzeit und ein besserer Temperaturprozess in einem größeren Bereich erreicht werden können, um eine bessere Produktqualitätsstabilität zu erreichen.  

Hohe Produktionseffizienz

Durch den positiven Transport der Schnecke können mehr Rohstoffe und gemischte Formulierungen verarbeitet werden und die Abschaltzeit ist kurz. 

Höhere Wirtschaftlichkeit

Aufgrund der hohen Prozessflexibilität und Produktivität kann ein breiteres Spektrum an Endprodukten hergestellt, eine äußerst gleichbleibende Produktqualität gewährleistet und der Schneckenverschleiß durch die Anpassung der Schneckendrehzahl ausgeglichen werden.

Über uns

Nanjing Granuwel Machinery CO., LTD ist auf Forschung und Entwicklung sowie die Herstellung von Hochpolymer-Extrudern spezialisiert. Unser Team aus Extrusionsexperten der Spitzenklasse liefert den richtigen Extruder für Ihren genauen Anwendungszweck.

Wir verfügen über hervorragende Innovations- und Produktentwicklungsfähigkeiten und möchten unseren Kunden die besten Produkte bieten, indem wir auf Grundlage unserer praktischen Erfahrungen und technischen Innovationen die Gerätestruktur verbessern und den Energieverbrauch der Geräte senken. 

Bei Fragen/Anfragen können Sie sich gerne an uns wenden!!!

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