Różnica między współbieżną i przeciwbieżną wytłaczarką dwuślimakową

Rozwój wytłaczarki dwuślimakowej

Ekstruzja ślimakowa jest jedną z najczęściej stosowanych metod przetwarzania polimerów. Występuje głównie w dwóch formach: jednoślimakowej i dwuślimakowej. Ekstruzja dwuślimakowa pojawiła się w latach 30. XX wieku. Ze względu na różny względny kierunek obrotu dwóch ślimaków można je podzielić na dwie kategorie: współobrotową i przeciwbieżną. 

W ciągu ostatnich 60 lat pojawiła się stożkowa wytłaczarka dwuślimakowa z nierównoległą osią dwóch ślimaków, która należy do przeciwbieżnych. Przeciwbieżna wytłaczarka dwuślimakowa jest stabilna, która jest głównie używana do wytłaczania rur, profili i innych produktów o dużym przekroju poprzecznym. Obecnie produkcja profili drzwiowych i okiennych opiera się głównie na stożkowej wytłaczarce dwuślimakowej. 

Współbieżna wytłaczarka dwuślimakowa jest używana głównie do mieszania. Mieszanie odgrywa ważną rolę w przetwarzaniu polimerów. Ponad 50% żywicy polimerowej musi przejść przez mieszanie ślimakowe, zanim stanie się produktem końcowym, co pokazuje znaczenie współbieżnej wytłaczarki dwuślimakowej. 

Obecnie większość systemów wytłaczania współbieżnych wytłaczarek dwuślimakowych przyjmuje strukturę modułową. Komponenty cylindra i ślimaka można przekształcać i łączyć, aby spełnić specjalne wymagania transportu, topienia, mieszania, odgazowywania, homogenizacji itd. w określonym procesie mieszania.

Śruba podwójna nie jest prostą kombinacją dwóch pojedynczych śrub. Między śrubą podwójną a luzem jest nie tylko luz śrubowy, ale także luz boczny, luz kalandrowania i luz czworościenny. Śruba podwójna z siatką może być podzielona na siatkę pełną i siatkę częściową, a typ pełnej siatki może być dalej podzielony na typ sprzężony i typ niesprzężony.

Różnica względnego kierunku obrotu sprawia, że geometria współbieżnych i przeciwbieżnych podwójnych śrub jest różna. Dwa rodzaje śrub są określane zgodnie ze sprzężoną relacją ruchu. Ich kształty przekrojów poprzecznych są zupełnie różne. Jednocześnie różnice w relacjach kinematycznych i geometrycznych prowadzą również do różnic w ich charakterystykach wytłaczania i polach zastosowań.

Różnica w względnym kierunku obrotu sprawia, że geometrie współbieżnych i przeciwbieżnych podwójnych ślimaków są różne. Dwa rodzaje ślimaków są określane zgodnie z relacją ruchu sprzężonego, a ich kształty przekrojów poprzecznych są zupełnie różne. Jednocześnie różnice w kinematyce i relacjach geometrycznych prowadzą również do różnic w ich charakterystykach wytłaczania i obszarach zastosowań.

Charakterystyka współbieżnej wytłaczarki dwuślimakowej

• Prędkość obrotowa współbieżnej podwójnej śruby jest stosunkowo wysoka, a w różnych pozycjach w obszarze zazębienia (nakładanie się dwóch śrub w przekroju poprzecznym) występuje stosunkowo bliska względna prędkość ruchu. Dlatego można wytworzyć silną i równomierną siłę ścinającą.

• Geometria określa, że podłużny kanał przepływu musi być otwarty, co skutkuje wymianą materiału między dwoma ślimakami. Podczas wymiany materiał pierwotnie znajdujący się na dole jednego rowka ślimaka przesunie się na górę innego rowka ślimaka. Otwarcie podłużnego kanału umożliwia również otwarcie poprzecznego kanału w celu realizacji wymiany materiałów między sąsiednimi rowkami ślimaka tej samej śruby. Dzięki temu współbieżna podwójna śruba ma lepszą zdolność mieszania rozproszonego, więc jest najbardziej odpowiednia do operacji mieszania. 

• Posiada dobrą funkcję samooczyszczania.

• Ma niskie właściwości transportowe i ogólną wydajność transportową, a jego zdolność do budowania ciśnienia jest niska, więc nie można go używać do bezpośredniego wytłaczania produktów (z wyjątkiem granulatu/pelletów). Jeśli chcesz uzyskać wysokie ciśnienie bazowe, musisz podłączyć pompę zębatą w dół lub podłączyć jednoślimakową wytłaczarkę drugiego stopnia.

• Lufa i śruba są segmentowaną łączoną strukturą, co zapewnia dużą elastyczność w jej zastosowaniu. Najlepsze połączenie śruby i lufy można wykonać zgodnie z celem operacji mieszania i wymaganiami osiągniętymi w celu osiągnięcia najlepszych rezultatów razem. Ślimak i lufa mogą być częściowo wymienione po zużyciu, więc koszty konserwacji są niskie.

Charakterystyka przeciwbieżnej wytłaczarki dwuślimakowej

• Posiada doskonałą zdolność do wypierania dodatniego, słabą zdolność do ścinania i zdolność do budowania pod wysokim ciśnieniem. Może być bezpośrednio stosowany do produktów wytłaczanych przy niskiej prędkości (10-50 obr./min), szczególnie do przetwarzania RPVC.

• Jeśli używana jest niesprzężona śruba, ze względu na dużą szczelinę między śrubą a cylindrem, gdy śruba obraca się z dużą prędkością, niektóre materiały zostaną wciągnięte do szczeliny kalandrującej i szczeliny bocznej, gdzie są poddawane wysokiej szybkości ścinania i rozciągania. Szybkość wydłużenia, odnawianie powierzchni materiału jest bardziej wydajne, co skutkuje dobrym mieszaniem dystrybucji i efektem mieszania dyspersji, a wydajność topienia jest wyższa niż w przypadku górnej śruby.

• Ten mieszalnik dwuślimakowy jest podobny do ciągłego mieszalnika wewnętrznego firmy Farrel Company, stosowanego głównie do mieszania i przygotowywania materiałów o dużej zawartości wypełniacza, stopów polimerowych i reaktywnego wytłaczania itp. Jego prędkość robocza może osiągnąć 200-300 obr./min.

• Lufa i ślimak takiej przeciwbieżnej wytłaczarki dwuślimakowej są integralnymi strukturami, a lufa i ślimak muszą być wymieniane w całości po zużyciu. Dlatego koszty konserwacji są wysokie. A sprzęt jest ograniczony.

• Parametry geometryczne przeciwbieżnej podwójnej śruby determinują, że jej podłużny kanał przepływu może być zamknięty, więc materiał jest wypychany do przodu przez śrubę, co jest tzw. dodatnim przemieszczeniem. Sprawia to, że stabilne wytłaczanie staje się główną cechą przeciwbieżnej podwójnej śruby. 

• Wydajność przenoszenia wyporowego przeciwbieżnej podwójnej śruby jest znacznie większa niż w tym samym kierunku. Zdolność do budowania ciśnienia jest wyższa, więc można jej używać do bezpośredniego wytłaczania produktów, ale ze względu na nacisk materiału na śrubę, śruba jest dociskana do wewnętrznej ściany cylindra, a bęben łatwo się zużywa. A im wyższa prędkość ślimaka, tym poważniejsze zużycie, więc ta wytłaczarka może pracować tylko z niską prędkością (10-50 obr./min).