Charakteristika souměrných dvoušnekových vytlačovacích strojů a základní principy šnekové kombinace

Vlastnosti dvojitých šroubových extruderů s převlečením

Existuje mnoho typů dvojitých šroubových extruderů. Mezi nimi jsou dvojité šroubové extrudery typem výrobního a zpracovatelského zařízení, které se hojně používají v plastikářském průmyslu. Tento typ extruderu je kombinací dvou “stavebnicových” šroubů, válce, pohonné jednotky, zařízení pro regulaci teploty atd., a může mít na trupu více přívodních otvorů a vakuumových či nevakuumových odvodňovacích otvorů.

Hlavní charakteristiky dvojitých šroubových extruderů s převlečením jsou následující:

1. Oba šrouby rotují rovnoběžně ve stejném směru, což vytváří homogenní střihový účinek mezi kontaktní částí a válcem. Navíc lze sílu tohoto střihového účinku upravovat kombinací šroubů, designem rozestupů atd.
2. Geometrie a společná rotace šroubového bloku zajišťují šroubu dobrou distribuci a míchání materiálu, což je vhodné pro míchací operace. Poté, co se materiál dostane do válce, je změkčen; protože dvojitý šroub je v místě převlečení opačně orientovaný, jeden šroub by měl tahat materiál do mezery převlečení a druhý šroub ho z této mezery vytláčet, takže se materiál přesouvá z jednoho šroubu na druhý šroub tady s “∞” pohybem; tento pohyb má velkou relativní rychlost v místě převlečení, což velmi napomáhá míchání a vyrovnávání materiálu, a oblast převlečení je malá, závit a drážka v míchacím místě mají opačnou rychlost a vysoký střihový účinek, čímž se dosahuje homogenní plastifikace.
   3. Šroub a válec jsou kombinovány. Existuje mnoho typů závitových prvků, včetně dopravních prvků, míchacích prvků, střihových prvků, závitových prvků s opačným směrem a zrychlujících závitových prvků atd., které hrají každý jinou roli. Podle potřeb zpracování materiálu jsou různé komponenty kombinovány jako stavebnice a díky optimalizačnímu návrhu lze přizpůsobit zpracování různých procesních složek.
3. Souhlasně směrový dvojitý šroubový extruder má schopnost reagovat. Je to dynamický reaktor. Po ztavení materiálu ve válci může podstoupit sérii chemických reakcí, jako je polymerizace a grafting. Reaktivní extruze se používá hlavně na: polymerizaci monomerů nebo oligomerů (radikálová polymerizace, polymerizace, kondenzace a copolymerizace); řízené křížové spojování a degradaci polyolefinů; modifikaci polymerů graftingem (funkcionalizace nebo polarita groutingu polymerů pro dosažení cíle modifikace materiálu a přípravy solubilizátorů); nucenou modifikaci směsí různých materiálů. Zahrnuje také fyzikální modifikaci materiálů, jako je plnění, míchání, živicování a zpevnění.

Základní principy kombinace šroubů

U dvojitého šroubového extruderu je šroub primárně rozdělen na sekci přívodu, sekci tavení, sekci míchání, sekci odplyňování a sekci homogenizace. Závitové prvky zahrnují především transport, tavení, střih, míchání materiálu, kontrolu pobytové doby atd. Závitové komponenty dvojitého šroubového extruderu jsou kombinovány “stavebnicově” a lze je upravovat podle různých výrobních potřeb v praxi, takže kombinace šroubů je klíčová pro přizpůsobení procesu dvojitého šroubového extruzí.

Kombinace šroubů by měla brát v úvahu vlastnosti a tvar hlavních i pomocných materiálů, pořadí a polohu přívodu, polohu odplyňovacího otvoru, nastavení teploty válce atd. Zároveň jsou objekty míchání velmi různorodé a pro každý konkrétní míchací proces je nutná rozumná kombinace šroubů. Přesto existují základní pravidla, která je třeba dodržet při kombinaci šroubů u dvojitých šroubových extruderů s převlečením.

Zde je několik základních principů kombinace šroubů.

(1) Na přívodním otvoru by měl být použit velký závitový závit, aby bylo zajištěno plynulé vykládání.
(2) V sekci tavení by měl být použit malý závitový závit, aby se vytvořil tlak, takže materiál je stlačen a ztaven, míchací blok s úhlem posunutí 90° lze nastavit, aby vyrovnal tlak, nebo lze použít míchací blok s úhlem posunutí 30°, aby se materiál zpočátku rozdělil a promíchal.
(3) V sekci míchání je hlavním účelem krájet, zušlechtit a rozptylovat částice materiálu. Nastavení závitových prvků v tomto segmentu je velmi složité a vyžaduje bohaté praktické zkušenosti projektantů. V této sekci se používají především míchací bloky s úhlem posunutí 45° a 60°, aby se zesílil střih, a pomáhají speciální prvky, jako jsou zubaté prvky nebo “S”-tvarované prvky.
Je však třeba si uvědomit, že míchací a střihové prvky by neměly být nastaveny příliš silně ani příliš těsně, aby nedocházelo k příliš silnému krácení. Kromě toho, aby se zvýšila přepravní kapacita tohoto segmentu materiálu, by měl být závitový transportní prvek umístěn v intervalech, tedy míchací blok a závitový transportní prvek jsou vzájemně posunuty.
(4) Před odplyňovacím otvorem nebo vakuumovým otvorem by měl být nastaven závitový prvek s opačným směrem nebo závitový míchací blok, na odplyňovacím otvoru nebo vakuumovém otvoru by měl být nastaven velký závitový prvek a po odplyňovacím otvoru nebo vakuumovém otvoru by měl být nastaven malý závitový prvek.
(5) V sekci homogenizace by měl být gradient závitového závitu malý, aby se dosáhlo superpřetlaku a snížila se délka sekce protitlaku. Zároveň je třeba dbát na použití jednohlavého závitu a širokého závitu, aby se zvýšila odvodňovací kapacita a zabránilo se nabíjení.