Как конструкция параллельного двухшнекового цилиндра способствует улучшению смешивания и гомогенизации материалов в процессе экструзии?

Конструкция параллельного двухшнекового цилиндра играет решающую роль в улучшении смешивания и гомогенизации в процессе экструзии с помощью нескольких ключевых механизмов:

Взаимозацепляющиеся шнеки: конструкция параллельных двухшнековых цилиндров максимизирует межфазный контакт между материалом и шнеками. Винты спроектированы с точными допусками, чтобы обеспечить близость друг к другу, создавая лабиринтный путь для потока материала. Такое сложное расположение приводит к обширному дроблению и перемешиванию материала. По мере продвижения материала через цилиндр он подвергается повторяющимся циклам сжатия, удлинения и сдвига, что приводит к тщательному диспергированию добавок, разрушению агломератов и смешиванию компонентов. Переплетающиеся шнеки эффективно действуют как динамические смесители, непрерывно перераспределяя материал по длине ствола для достижения оптимальной однородности.

Глубина и конфигурация каналов. Геометрия винтовых каналов тщательно подобрана с учетом конкретных реологических свойств обрабатываемых материалов. Глубина, ширина и шаг каналов оптимизированы для обеспечения эффективной транспортировки и смешивания материала. Различные смесительные элементы, такие как месильные блоки, распределительные смесительные элементы и реверсивные элементы, стратегически расположены вдоль витков шнека, чтобы создать дополнительную турбулентность и сдвиг. Эта контролируемая турбулентность облегчает смешивание на макроскопическом и молекулярном уровне, обеспечивая равномерное распределение добавок и модификаторов по всей полимерной матрице.

Силы сдвига и замешивания: Параллельный двухшнековый цилиндр создает интенсивные силы сдвига и замешивания за счет скоординированного действия взаимодействующих шнеков и смесительных элементов. Силы сдвига возникают из-за разницы скоростей между соседними витками шнеков, заставляя слои материала скользить друг по другу и подвергаться интенсивной деформации. Это сдвигающее действие разрушает агломераты, диспергирует добавки и способствует выравниванию молекул. С другой стороны, силы замешивания возникают в результате взаимодействия шнековых элементов, которые сжимают, растягивают и складывают материал при его прохождении через цилиндр. Такое перемешивание облегчает тщательное смешивание компонентов, что приводит к получению гомогенизированного расплава с однородными свойствами и улучшенными характеристиками.

Контроль температуры. Точный контроль температуры необходим для оптимизации потока материала и обеспечения стабильных условий обработки. Параллельный двухшнековый цилиндр оснащен несколькими зонами нагрева и охлаждения, каждая из которых контролируется независимо для поддержания желаемого температурного профиля. Нагревательные элементы, встроенные в стенки цилиндра, повышают температуру материала до необходимого диапазона обработки, способствуя текучести расплава и повышая эффективность смешивания. И наоборот, стратегически расположенные каналы охлаждения предотвращают перегрев и термическую деградацию материала, сохраняя качество и стабильность продукта. Регулируя температуру на протяжении всего процесса экструзии, цилиндр позволяет точно контролировать вязкость материала, время пребывания и кинетику реакции, что приводит к превосходной консистенции и производительности продукта.

Распределение времени пребывания (RTD). На распределение времени пребывания внутри параллельного двухшнекового цилиндра влияют такие факторы, как конфигурация шнека, свойства материала и условия обработки. Сложные схемы потока, создаваемые геометрией шнека, приводят к различному времени пребывания различных компонентов материала. Такое динамическое распределение времени пребывания обеспечивает тщательное смешивание и взаимодействие между компонентами материала, способствуя равномерному диспергированию добавок и модификаторов.

Вентиляция и дегазация. Системы вентиляции и дегазации интегрированы в параллельные двухшнековые экструдеры для удаления летучих примесей, захваченного воздуха и влаги из расплава. Вентиляционные отверстия, стратегически расположенные вдоль ствола, обеспечивают контролируемый выпуск газов и паров, предотвращая образование пор, пузырей и дефектов поверхности конечного продукта. Для дальнейшего повышения эффективности дегазации можно использовать системы вакуумной дегазации, особенно для легколетучих или чувствительных к влаге материалов. Устраняя захваченные газы и примеси, системы вентиляции и дегазации способствуют улучшению внешнего вида продукта, его механических свойств и стабильности процесса, обеспечивая стабильное качество и производительность.

WEBER 107MM Плоский двойной винт