Verschil tussen co-roterende en contra-roterende dubbelschroefextruder

De ontwikkeling van de dubbelschroefextruder

Schroefextrusie is een van de meest gebruikte verwerkingsmethoden van polymeren. Het heeft voornamelijk twee vormen: enkele schroef en dubbele schroef. De dubbele schroefextruder verscheen in de jaren 1930. Afhankelijk van de verschillende relatieve rotatierichting van de twee schroeven, kunnen ze worden onderverdeeld in twee categorieën: co-rotatie en tegenrotatie. 

In de afgelopen 60 jaar is er een conische dubbelschroefextruder met niet-parallelle as van twee schroeven verschenen, die tot de tegenrotatie behoort. De tegenroterende dubbelschroefextruder is stabiel, die voornamelijk wordt gebruikt voor de extrusie van buizen, profielen en andere producten met een grote doorsnede. Momenteel is de productie van deur- en raamprofielen voornamelijk gebaseerd op de conische dubbelschroefextruder. 

De co-roterende dubbelschroefextruder wordt voornamelijk gebruikt voor het mengen. Mengen speelt een belangrijke rol bij de verwerking van polymeren. Meer dan 50% van de polymeerhars moet door schroefmenging gaan voordat het het eindproduct wordt, wat het belang van de co-roterende dubbelschroefextruder aantoont. 

Momenteel gebruiken de meeste extrusiesystemen van co-roterende dubbelschroefextruders een modulaire structuur. De cilindercomponenten en schroefcomponenten kunnen worden getransformeerd en gecombineerd om te voldoen aan de speciale vereisten van transport, smelten, mengen, ontvluchtigen, homogeniseren enzovoort in het specifieke mengproces.

Een tweelingschroef is geen simpele combinatie van twee enkele schroeven. Er is niet alleen schroefspeling tussen tweelingschroef en cilinder, maar ook zijspeling, kalanderspeling en tetraëdrische speling. De in elkaar grijpende tweelingschroef kan worden onderverdeeld in volledige in elkaar grijpende en gedeeltelijke in elkaar grijpende, en het volledige in elkaar grijpende type kan verder worden onderverdeeld in geconjugeerd type en niet-geconjugeerd type.

Het verschil in de relatieve rotatierichting maakt de geometrie van de co-roterende en contra-roterende tweelingschroeven verschillend. De twee soorten schroeven worden bepaald volgens de geconjugeerde bewegingsrelatie. Hun dwarsdoorsnedevormen zijn compleet verschillend. Tegelijkertijd leiden de verschillen in kinematische en geometrische relaties ook tot verschillen in hun extrusie-eigenschappen en toepassingsgebieden.

Het verschil in de relatieve rotatierichting maakt de geometrieën van de co-roterende en contra-roterende tweelingschroeven verschillend. Twee soorten schroeven worden bepaald volgens de relatie van geconjugeerde beweging en hun dwarsdoorsnedevormen zijn volledig verschillend. Tegelijkertijd leiden de verschillen in kinematica en geometrische relaties ook tot verschillen in hun extrusie-eigenschappen en toepassingsgebieden.

De kenmerken van de co-roterende dubbelschroefextruder

• De rotatiesnelheid van de co-roterende dubbele schroef is relatief hoog en er is een relatief nauwe relatieve bewegingssnelheid op verschillende posities in het ingrijpingsgebied (de overlapping van de twee schroeven in de dwarsdoorsnede). Daarom kan een sterke en uniforme schuifkracht worden geproduceerd.

• De geometrie bepaalt dat het longitudinale stromingskanaal open moet zijn, wat resulteert in materiaaluitwisseling tussen de twee schroeven. Tijdens de uitwisseling zal het materiaal dat zich oorspronkelijk onderaan de ene schroefgroef bevond, naar de bovenkant van een andere schroefgroef bewegen. De opening van het longitudinale kanaal maakt het ook mogelijk om het transversale kanaal te openen om de uitwisseling van materialen tussen de aangrenzende schroefgroeven van dezelfde schroef te realiseren. Dit zorgt ervoor dat de co-roterende dubbele schroef een beter verdeeld mengvermogen heeft, dus is het het meest geschikt voor mengbewerkingen. 

• Het heeft een goede zelfreinigende functie.

• Het heeft lage transporteigenschappen en algemene transportefficiëntie, en het drukopbouwvermogen is laag, dus het kan niet worden gebruikt om producten direct te extruderen (behalve granulatie/pellets). Als u een hoge basisdruk wilt verkrijgen, moet u een tandwielpomp stroomafwaarts aansluiten of een tweede-fase enkelschroefextruder aansluiten.

• De cilinder en schroef zijn een gesegmenteerde gecombineerde structuur, wat een grote flexibiliteit in de toepassing ervan brengt. De beste combinatie van schroef en cilinder kan worden gemaakt volgens het doel van de mengbewerking en de vereisten die worden bereikt om samen de beste resultaten te bereiken. De schroef en cilinder kunnen gedeeltelijk worden vervangen na slijtage, dus de onderhoudskosten zijn laag.

De kenmerken van de tegengesteld draaiende dubbelschroefextruder

• Het heeft een uitstekend positief verplaatsingsvermogen, zwak afschuifvermogen en een hoog drukopbouwvermogen. Het kan direct worden gebruikt voor extrusieproducten bij lage snelheid (10-50r/min), met name voor de verwerking van RPVC.

• Als een niet-geconjugeerde schroef wordt gebruikt, worden sommige materialen, vanwege de grote opening tussen de schroef en de cilinder, wanneer de schroef met hoge snelheid draait, in de kalanderopening en zijopening getrokken, waar ze worden onderworpen aan een hoge schuifsnelheid en spanning. De verlengingssnelheid, de vernieuwing van het materiaaloppervlak is efficiënter, wat resulteert in een goede distributiemenging en dispersiemenging, en de smeltefficiëntie is hoger dan die van de bovenste schroef.

• Deze dubbelschroefsmenger lijkt op de continue interne menger van Farrel Company en wordt voornamelijk gebruikt voor het mengen en voorbereiden van materialen met een hoge vulkracht, polymeerlegeringen en reactieve extrusie, enz. De werksnelheid kan 200-300 tpm bereiken.

• De cilinder en schroef van zo'n tegengesteld draaiende dubbelschroefextruder zijn integrale structuren, en de cilinder en schroef moeten als geheel worden vervangen na slijtage. Daarom zijn de onderhoudskosten hoog. En de apparatuur is beperkt.

• De geometrische parameters van de tegengesteld draaiende dubbele schroef bepalen dat het longitudinale stromingskanaal gesloten kan worden, zodat het materiaal door de schroef naar voren wordt geduwd, wat de zogenaamde positieve verplaatsing is. Dit maakt de stabiele extrusie het hoofdkenmerk van tegengesteld draaiende dubbele schroefextrusie. 

• De positieve verplaatsingstransportcapaciteit van de tegengesteld draaiende dubbele schroef is veel sterker dan die van dezelfde richting. Het drukopbouwvermogen is hoger, dus het kan worden gebruikt om producten direct te extruderen, maar vanwege de druk van het materiaal op de schroef, wordt de schroef tegen de binnenwand van de cilinder gedrukt en is de cilinder gemakkelijk te slijten. En hoe hoger de schroefsnelheid, hoe ernstiger de slijtage, dus deze extruder kan alleen op lage snelheid draaien (10-50r/min).