Как геометрия конического двухшнекового цилиндра влияет на смешивание и гомогенизацию материалов?

Геометрия конического двухшнекового цилиндра играет решающую роль в смешивании и гомогенизации материалов несколькими способами:

Глубина и ширина канала. Размеры каналов между витками шнека являются важнейшими определяющими факторами скорости сдвига, которому подвергаются материалы. Узкие каналы увеличивают скорость сдвига, способствуя более интенсивному перемешиванию и диспергированию. Этот эффект особенно важен для вязких материалов или материалов, содержащих добавки или наполнители, склонные к агломерации. Геометрия должна быть точно настроена, чтобы сбалансировать размеры канала и достичь желаемого уровня сдвига, не вызывая чрезмерного повышения давления или разрушения материала.

Шаг шнека: Шаг шнека управляет осевым перемещением материалов вдоль цилиндра и оказывает глубокое влияние на кинетику смешивания. Более узкий шаг увеличивает количество событий сдвига, которым подвергаются материалы на единицу длины, способствуя более тщательному перемешиванию. Однако слишком узкий шаг может привести к повышенному нагреву от трения и напряжению сдвига, что потенциально может поставить под угрозу целостность материала или вызвать деградацию расплава. Выбор оптимального шага предполагает детальное понимание реологии материала, условий обработки и желаемых целей смешивания, часто основанное на эмпирических испытаниях и реологическом анализе.

Конфигурация шнека: Стратегическое размещение различных смесительных элементов вдоль витков шнека упрощает использование различных механизмов смешивания и повышает общую эффективность смешивания. Блоки для перемешивания вызывают интенсивные силы сдвига и удлинения, способствуя распределительному и дисперсионному перемешиванию. Реверсивные элементы нарушают структуру потока материала, улучшая распределительное смешивание за счет содействия межфазному контакту между слоями материала. Распределительные элементы смешивания создают хаотическую структуру потока, максимально увеличивая межфазную поверхность и способствуя тщательному перемешиванию.

Конусность цилиндра: Угол конусности конического двухшнекового цилиндра существенно влияет на время пребывания материала и поведение потока. Более крутой конус увеличивает время пребывания за счет уменьшения площади поперечного сечения, доступной для потока материала, способствуя более интенсивному смешиванию и взаимодействию между материалами. Однако слишком крутые конусы могут привести к застою материала или неравномерному распределению потока, что потребует тщательной оптимизации для достижения баланса между эффективностью смешивания и пропускной способностью материала.

Контроль температуры: точные механизмы контроля температуры, встроенные в цилиндр, играют решающую роль в регулировании вязкости материала и характеристик текучести, тем самым влияя на эффективность смешивания. Нагревательные элементы облегчают плавление материала и снижение вязкости, способствуя текучести и диспергированию, особенно термопластических материалов. И наоборот, охлаждающие элементы предотвращают перегрев и деградацию материала, поддерживая при этом желаемую температуру обработки, что крайне важно для термочувствительных материалов или реактивных составов. Усовершенствованные системы контроля температуры, такие как ПИД-регуляторы (пропорционально-интегрально-дифференциальные) и массивы термопар, позволяют точно регулировать температурные профили бочки, оптимизируя производительность смешивания и обеспечивая стабильное качество продукта.

Длина барабана: Длина ствола напрямую влияет на время пребывания материала и количество стадий смешивания в зоне обработки. Более длинные цилиндры обеспечивают увеличенное время пребывания и дополнительные возможности для смешивания, облегчая последовательные этапы обработки, такие как предварительное смешивание, диспергирование и окончательная гомогенизация. Однако чрезмерная длина ствола может привести к ненужному потреблению энергии и проблемам с распределением времени пребывания, что требует тщательного рассмотрения целей обработки и характеристик материала.

Конический двухцилиндровый винт

Материальная природа: 38CrMoALA
Твердость акцентного характера: HB260-290
Глубина нитрования: 0,40-0,70 мм.
Твердость поверхности: Hv90o-1050.
Шероховатость поверхности: Ra0,32 мкм
Линейность винта: 0,015 мм/м