Tipovi dvošmernih ekstrudera

Dvodelni škrinjski ekstruder je važan deo opreme koji se koristi u raznim industrijama za mešanje, kompundiranje i ekstrudovanje materijala kao što su plastike, hrana i farmaceutska sredstva. Versatilnost dvodelnog škrinjskog ekstrudera čini ga neophodnim delom opreme u savremenoj proizvodnji. Međutim, ne svi ekstruderi su jednaki; dolaze u različitim tipovima, svaki prilagođen određenim potrebama.

U ovom članku ćemo istražiti različite vrste dvoškrpnih ekstrudera i njihove jedinstvene mogućnosti.

Kategorizovano prema škrpnoj konfiguraciji
Na osnovu škrpne konfiguracije, dvoškrpni ekstruderi se mogu kategorizovati u paralelne dvoškrpne ekstrudere i konične dvoškrpne ekstrudere. U paralelnom dvoškrpnom ekstruderu, škrpovi su paralelni jedan drugome duž svoje dužine. U koničnim dvoškrpnim ekstruderima, škrpovi su uskačasti i prečnik se postepeno smanjuje od strane za unos do strane sa die-om.

Paralelnim dvostrukim škrupnim ekstruderom
Paralelni dvoškrpni ekstruderi imaju škrpove sa istim prečnikom duž svoje dužine. Često se koriste za preradu poliolefina (kao što su PE i PP), nilon, PC, poliestar i druge materijale.

Prednosti
Prilagodljivost omjera L/D ostaje prednost paralelnih dvostrukih škrpova ekstrudera. Ona se može prilagoditi da poveća ili smanji omjer L/D u odgovoru na promene u uvjetima formiranja kako bi se ispunile zahteve plastike tehnologije obrade. Ova fleksibilnost proširuje raspon primjena paralelnih dvostrukih škrpova ekstrudera, što je teško postići sa koničnim dvostrukim škrpovima ekstrudera.

Nedostaci:
Zbog male udaljenosti između dvaju škrpova i ograničenog raspoloživog prostora, radijalni i pomorski ložnici koji podržavaju dva izlazna vala i pripadajuće pogonske zarubnice susreću značajne izazove u prijenosnoj kutiji paralelnog dvostrukog škrpovitog ekstrudera.

Nepažljivo na trude dizajnera, još uvek je teško rešiti prave probleme ograničene nosivosti, male modulacije i prečnika zupanja kao i smanjeni prečnik repova dva šupa, što dovodi do očigledne nedostatnosti u krutosti. Ograničen izlazni moment i znatno smanjena nosivost su istaknuti mane paralelnih dvodelnih šupovskih ekstrudera.

Konusni dvodelni šupovski ekstruder
Konusni dvodelni šupovski ekstruderi imaju veći prečnik na strani za unos materijala i manji prečnik na strani štampa. Ovi ekstruderi se glavno koriste za obradu PVC-a i njihov jedinstven dizajn je optimizovan za specifične zahteve materijala.

Prednosti
Dva konična šrafa su rasporena horizontalno sa svojim osovinama pod uglom prilikom umetanja u cilindar. Kako se rastojanje između osovin postepeno povećava od suženog kraja do šireg kraja, prenosna kutija može da obuhvati veće rastojanje između dve osovine izlaznog prenosa. Ovo rasporedjenje pruža dovoljno mesta za montiranje zubačkih kotača, zubačkih osovin, radialnih i aksonalnih loptica, čime se povećava efikasnost prenosa.

Ovaj fleksibilan dizajn omogućava instalaciju većih radialnih i aksonalnih loptica sa osovinama dimenzionisanim da izdrže visoku prijenosnu momentnu silu. Zbog toga, konični dvo-šrafovski ekstruzori nude značajne karakteristike, uključujući visok radni moment i kapacitet nosnje opterećenja, što ih razlikuje od paralelnih dvo-šrafovskih ekstruzora.

Neđavantazi
Nedostatak konusastih dvostrukih škrabova je njihova ograničena prilagodljivost, jer škrube imaju različite prečnike duž svoje dužine, što može da čini teško postizanje jednolikog procesiranja materijala. Pored toga, njihova konstruktivna složenost i moguće veći troškovi izgradnje su činiovi koje treba uzeti u obzir.

Sličnosti između ova dva tipa
Oba imaju mehanizme za prisilno gibanje plastike, dobre sposobnosti mešanja i plastifikacije, kao i sposobnosti odvodenja vode. Prilagodljivost materijalima i procesima formiranja plastičnih proizvoda je esencijalno ista.

Razlike između ova dva tipa
● Prečnik: Paralelni dvostruki škrubi imaju isti prečnik, dok konusasti dvostruki škrubi imaju različite prečnike na malom i velikom kraju.
● Razmak između centara: Razmak između centara paralelnih dvostrukih škrubova ostaje isti, dok osa konusastih dvostrukih škrubova formira ugao, što dovodi do različitih dimenzija razmaka između centara duž ose.
● Omjer L/D: Omjer L/D (L/D) paralelnog dvostruke škrube je omjer efektivne dužine škrube prema njenom spoljanjem prečniku, dok je omjer L/D kod konične dvostruke škrube omjer efektivne dužine škrube prema prosjeku prečnika njene velike i male krajeve.

Može se primijetiti da je najveća razlika između paralelne dvostruke škrube i konične dvostruke škrube u geometriji škrube i omotača, što dovodi do raznih strukturnih i performansnih razlika. Iako ovi dva vrste ekstrudera imaju svoje karakteristike, imaju i svoje prednosti.

Klasifikacija prema smeru rotacije dvostruke škrube
Dvostruki ekstruderi su kategorizirani u zajednički rotirajuće i suprotno rotirajuće vrste prema smeru rotacije škrube.

Zajednički rotirajući dvostruki ekstruder
Ko-rotacioni dvojni škrubični ekstruzori imaju dva škruba koji se okreću u istom smeru. Ove mašine su efikasne u mešanju i formulisanju materijala. Sposobnost da obrade širok spektar viskoznosti i formulacija čini ko-rotacione ekstruzore idealnim za obradu polimernih mješavina, masterbatcheva i reakcijske ekstruzije. Imaju odlične karakteristike samomehanizacije i transporta kako bi se osiguralo da su aditivi ravnomerno raspoređeni i distribuirani kroz materijal.

Prednosti ko-rotacionih dvojnih škrubičnih ekstruzora:
● Pojačano mešanje: Međusmešivajući škrubi i prilagodljivi škrubski elementi omogućavaju preciznu kontrolu intenziteta i kvaliteta mešanja izvan mogućnosti jednoškrubičnih ekstruzora.
● Fleksibilnost obrade: Dometno podnošenje omogućava nezavisnu kontrolu protoka, što omogućava više funkcija obrade na jednoj mašini.
● Kontrolisani parametri obrade: Uzka distribucija vremena boravka i precizna kontrola temperature poboljšava profil sile rezanja-vremena-temperature za konzistentnu kvalitetu proizvoda.
● Efikasna produkcija: Volumetrijsko prenosno omogućava obradu širokog spektra materijala sa minimalnim vremenom neaktivnosti.
● EKONOMIJA KOSCI: Visoka fleksibilnost i produktivnost za širok spektar krajnjih proizvoda sa konzistentnom kvalitetom, dok se iznosenje škrpova može kompenzirati prilagođavanjem brzine škrpova.

Na osnovu međusobnog ponašanja škrpova prilikom rotacije, savladajuće dvoškrpne ekstrudere mogu se dalje klasificirati u savladajuće dvoškrpne ekstrudere sa kontakte i bez kontakte.

Savladajući dvoškrpni ekstruder sa kontakte
U angažovanom savladajućem dvostrukom škrinjem ekstruzoru, škrinje se zaključavaju ili angažuju jedna sa drugom dok se okreću, čime se povećava efikasnost obrade i prenosa materijala. Ovaj dizajn poboljšava sposobnost ekstruzora za distributivno mešanje, što omogućava potpunu disperziju dodataka i punjenja u polimernoj matrici.

Intermitentni ekstruzori obično se koriste u aplikacijama kompoundiranja gdje je kritična precizna kontrola raspodele veličine čestica i uniformnosti mješavine. Oni nude odličnu skalabilnost i fleksibilnost, omogućavajući proizvođačima da prilagode proces ekstruzije specifičnim zahtevima proizvoda.

Ne-angažujući savladajući dvostruki-škrinski ekstruzor
S druge strane, šrafovi nezasečnog dvošrafnog ekstrudera sa zajedničkim rotacijom ne zasecaju se ni se ne angažuju prilikom rotacije. Umesto toga, oni se okreću u bliskoj bližini jedan do drugog bez angažovanja, što omogućava drugačiji način obrade materijala, često za osetljive materijale ili primene osetljive na presjek, kao što je obrada toplinsko osetljivih polimerа, biomaterijala i hrane. Neangažujuci ekstruderi pružaju lagane uslove obrade, a ipak nude efikasne mogućnosti mešanja i komponovanja.

Dvošrajni ekstruderi sa suprotnim rotacijama
U suprotnost sa kofunkcionirajućim ekstruderima, kod ekstrudera sa dvostrukim šešavama u suprotnom smeru šešave se okreću u nasuprotstavljenom smeru. Ova konfiguracija stvara značajan mešački i režući efekat na materijal, što rezultira dubokim mešaњem i disperzijom. Ekstruderi sa šešavama u suprotnom smeru izdvajaju se u primenama koje zahtevaju intenzivan režući efekat, kao što su desolventizacija, reaktivna ekstruzija i mešaњe materijala sa visokim sadržajem čestica. Oni pružaju preciznu kontrolu vremena boravka i brzine režanja, čime postaju pogodni za zahtevne procesne uslove.

Pokretanje ekstrudera sa dvostrukim šešavima u suprotnom smeru
U angažovanom reverznom dvoškručnom ekstruderu, dva škrupa su simetrično pozicionirana, ali se okreću u suprotnim smerovima. Ova konfiguracija sprečava da se materijal kreće u obliku „∞“, jer je helikoidalna staza jednog škrupa blokisana drugim. Umesto toga, tijekom prenosa čvrstih materija, materijal se prenosi unapred u skoro zatvorenu „C“ obliku kaviti. Međutim, između spoljnog prečnika jednog škrupa i korenskog prečnika drugog škrupa održava se razmak kako bi se omogućilo prolazak materijala.

Dok se materijal proteze kroz radijalni razmak između dva škrupa, podleže intenzivnom šarenju, mešanju i pritisku, što rezultira učinkovitim plastifikacijom. Pored toga, omjer kompresije može biti ostvaren postepenim smanjenjem koraka škrupa, što ga čini pogodnim za obradu širokog spektra proizvoda.

Ne-angažovani dvoškručni ekstruder sa suprotnim rotacijama
Manje uobičajeno od mešačkog ekstrudera, ne-mešački dvojni škrpni ekstruder sa protusmernim vrtǖnjem radi na drugačiji način od jednoškrpnog ekstrudera, ali ima sličnosti u tome što zavisi od trenja i lepljive rezistencije za prenos materijala. Pored pokreta prema glavi, materijal može prikazivati različite strujne oblike zbog velikog radialnog razmaka između dva škrpa, što može dovesti do značajnog protekanja.

Takođe, relativne pozicije škrpnih krilova mogu uzrokovati da je tlak materijala na gurivačkoj strani jednog škrpa veći od rezistentne strane drugog škrpa, što dovodi do protoka materijala sa visokotlakse gurivačke strane na rezistentnu stranu drugog škrpa. Rotacija sprečava protok materijala u tački A, čime se dobija protok i niz drugih strujnih oblika koji ga čine pogodnim za primene u mešanju, ventilaciji i de-vulkanizaciji.

Закључак
Svaki tip dvoškrpne ekstrudera nudi jedinstvene prednosti i mogućnosti da bi se ispunile različite zahteve obrade u širokoj paleti industrija. Razumevanje razlika između ovih tipova ekstrudera ključno je za izbor najboljeg opreme za određenu primenu.

Bilo da je cilj postizanje optimalne efikasnosti mešanja, održavanje integriteta proizvoda ili poboljšanje fleksibilnosti obrade, pravi izbor dvoškrpnog ekstrudera može imati značajan uticaj na kvalitet proizvoda, produktivnost i ukupan uspeh proizvodnje.