Multi Plastics Extractions -tekniikka
Monimuovien ekstruusioiden kenttä on kehittynyt merkittävästi viime vuosikymmeninä, mikä johtuu monimutkaisten polymeerien käsittelyominaisuuksien kasvavasta kysynnästä ja parannetun tuotteen laadun paranemisesta. Twin - -ruuvin suulakepuristimet, erityisesti laskuri - pyörivät ja co - pyörivät kokoonpanot, ovat tulleet perustavanlaatuisiin laitteisiin nykyaikaisissa polymeerinkäsittelytoiminnoissa.
Nämä hienostuneet koneet mahdollistavat tarkan hallinnan materiaalin virtausta, sekoittumisen tehokkuudesta ja lämpöhallinnasta, mikä tekee niistä välttämättömiä laajan kestomuovisten materiaalien käsittelemiseen.
Laskuri - pyörivä kaksois - ruuvin geometrinen rakenne
1.4.1.1 laskurin - perustavanlaatuinen geometria pyörivä kaksos
Laskissa - pyörivä kaksoset - ruuvijärjestelmät kahden ruuvin välinen liikesuhde muistuttaa toisiaan liikkuvien hammasvaihteiden parin. Vakioruuvinsiirron ja keskinäisen itse - pyyhkimisen ylläpitämisen olosuhteissa - kiertävät väliaikaiset kaksoset - ruuvikangan profiilit voivat olla lukemattomia variaatioita, jotka tarjoavat suuremman suunnittelun joustavuuden monimuotoisten ekstruusioiden sovelluksille.
Meshing -periaatteen näkökulmasta riippumatta risti - jakson säikeen muotoa, ne voivat silmittää ilman häiriöitä.
Toisin kuin co - pyörivä kaksoset - ruuvit, laskuri - Pyöriviä malleja ei rajoiteta keskiosan etäisyysrajoitteilla. Tämä tarkoittaa, että kiinteän keskiosan etäisyydelle yksi - -lento, kaksinkertainen - lento tai kolminkertainen - -lentokierteet voidaan valita.
Lisäksi kanavan syvyys voi olla suhteellisen suuri, tyypillisesti välillä 15% - 21% ruuvin ulkoreunan halkaisijasta, mikä johtaa vastaavasti korkeampaan kuljetuskapasiteettiin. Tiskissä - pyörivä kaksoset - ruuvit, kierteiset ohjeet ovat vastakkaisia, kun molemmat ruuvit on upotettu ja rinnakkain toistensa kanssa meshing-vyöhykkeellä, kuten kuvassa 1-54 on esitetty.
Geometrinen rakenne luo useita kriittisiä puhdistuksia, jotka vaikuttavat merkittävästi monimuotojen ekstruusioiden käsittelyyn:
Säteittäinen puhdistuma (Δ₃)
Tämä välys on olemassa yhden ruuvin kierteen ja toisen ruuvikanavan juuren välillä, samanlainen kuin kalenterirullien välinen rako, jota kutsutaan myös myös kalenteriversioksi.
Tällä puhdistuksella on ratkaiseva rooli määritettäessä järjestelmän paineentuotantokyky ja sekoitustehokkuus.
Sivuttaispuhdistuma (Δ₂)
Kahden ruuv -akselin muodostaman tason sisällä tämä edustaa molempien ruuvien lennon kyljen välistä puhdistumaa.
Tämä välys on kriittinen mekaanisten häiriöiden estämiseksi säilyttäen samalla tehokkaan materiaalinvaihdon ruuvien välillä.
Tetraedrinen puhdistuma (Δ₁)
Kun lentolikut eivät ole kohtisuorassa kanavan pohjaan nähden, molempien ruuvien lennonkulmien välillä muodostuu suunnilleen tetraedrinen välys.
Suorakulmaisille kierteille vain sivuttaispuhdistusta on ilman tetraedrista puhdistumaa, kun nämä kaksi ruuvia ovat yhteen.
Tekninen viittaus
Keskeiset yhtälöt
R² + ρ² - 2 rρcos (π/2 + θ)=a²
Kosinin lauseen sovellus meshing-pisteen laskelmaan (yhtälö 1-25)
ρ=√ (² - r²cos²θ) - rsinθ
Polaarisen säteen laskenta 0 pienemmälle tai yhtä suuri kuin θ pienempi tai yhtä suuri kuin π/2 (yhtälö 1-26)
A=2 rcos (π/4)
Keskietäisyys nollan harjanteen kulmaan (yhtälö 1-27)
A=2 rcos (π /4 - /2)
Keskietäisyys non - nolla-harjakulma (yhtälö 1-28)
A=2 rcos (π /(2n) - /2)
Yleinen keskiarvon etäisyysyhtälö (yhtälö 1-29)
Termien sanasto
Säteittäinen puhdistuma (Δ₃)
Yhden ruuvikierron harjanteen ja toisen ruuvikanavan juuren välinen välys.
Sivuttaispuhdistuma (Δ₂)
Molempien ruuvien lennonkulmien välinen välys niiden akselien muodostuneessa tason sisällä.
Tetraedrinen puhdistuma (Δ₁)
Noin tetraedrinen välys on muodostettu lentolikujen väliin, kun ne eivät ole kohtisuorassa kanavan pohjaan nähden.
Crest Kulma ()
Keskekulma, joka vastaa kierteisen harjanteen kaaria (s₁s₂).
Juurikulma ()
Keskekulma, joka vastaa kierteen juuriarc (s₃s₄), missä=CO - pyörivät järjestelmät.
Itse - pyyhkiminen
Ominaisuus, jossa pyörivät ruuvit puhdistavat toistensa pinnat estäen materiaalin kertymisen.
Modulaarinen suunnittelu
Rakennus - Block -lähestymistapa ruuvisuunnitteluun, joka mahdollistaa räätälöinnin vaihdettavien elementtien kautta.
Epäsymmetriset virtauskanavat
Ruuvimallit, joissa ruuveissa on erilaisia geometrioita, mikä parantaa sekoittamista monimutkaisten virtauskuvioiden läpi.
Hajaus
Haihtuvien komponenttien poistaminen polymeeristä sulaa suulakepuristuksen aikana.
Edistyneet geometriset suhteet CO - pyörivät järjestelmät
"CO: n geometria - kiertävän kaksois - ruuvipuristimet määrittävät perusteellisesti niiden sekoitustehokkuuden, ja intermeshing -vyöhykkeen luomalla kuva - kahdeksan muotoinen virtauskuvio, joka parantaa sekoittumista jakautumista samalla kun ylläpitää itseään - WiPing -ominaisuuksia. Tämä geometrinen konfiguraatio on todistettu. yksi - Ruuvijärjestelmät, jolloin se on erityisen sopiva lämmön - herkkien polymeerien käsittelemiseen ja homogeenisen sulan laadun saavuttamiseen multi - komponenttipolymeeriseoksissa "
Kohlgrüber, K., "CO - pyörivä kaksoset - ruuviruuvikirjailijat: Fundamentals, tekniikka ja sovellukset," Carl Hanser Verlag, München, 2020, s.
Kun molemmat ruuvit pyörivät myötäpäivään samalla nopeudella, suhteellinen liikesuhde paljastaa, että kun molempien ruuvien pääakselit osoittavat kohti kahden lieriömäisen tynnyrin leikkausta, ruuvirajan R ja keskiosan A välinen suhde A: sta tulee:
A=2 rcos (π/4)
Yhtälö 1-27
Lisäksi, kun langan harjakulma ei ole yhtä suuri kuin nolla, keskietäisyys muuttuu:
A=2 rcos (π /4 - /2)
Yhtälö 1-28
Tämä voidaan yleistää:
A=2 rcos (π /(2n) - /2)
Yhtälö 1-29
Geometrinen suhdeanalyysi
Tämä suhde osoittaa, että itse - pyyhkimällä co - pyörivä kaksoset - ruuvi -suulakepuristimet, keskietäisyys liittyy sekä lentojen lukumäärään että harjakulmaan. Lisää lentoja johtaa suurempiin keskialueisiin, kun taas suuret harjakulmat lisäävät keskiosaa, mikä johtaa matalampiin kanaviin ja vähentyneeseen kuljetustilavuuteen.
| Lentojen lukumäärä (n) | Crest Kulma () | Suhteellinen keskiosa | Kanavan syvyys |
|---|---|---|---|
| 2 | 15 aste | 1.0x | Syvä |
| 3 | 15 aste | 1.2x | Keskipitkä |
| 2 | 30 aste | 1.3x | Matala |
| 3 | 30 aste | 1.5x | Erittäin matala |
Modulaariset suunnittelukonseptit Twin - -ruuvijärjestelmissä
Moderni Co - pyörivä kaksois - ruuvi -suulakepuristin käyttävät yleensä modulaarista rakennusta - lohkokuvioita, mahdollistaen räätälöinnin tietyille monimuotoisten suulaketuisuuksien vaatimuksille. Tyypillinen konfiguraatiomerkintö, kuten "36/36", ilmaisee säie -elementin, jolla on 36 mm: n sävelkorkeus (ensimmäinen numero) ja 36 mm: n pituus (toinen numero), oikealla - käsikierroilla, ellei toisin määritetä. Samoin "45 astetta /5/48 vasemmalla" tarkoittaa viittä vasemmalle - käsin vaivaavat lohkot, jokainen siirtymä 45 asteessa, kokonaispituus 48 mm.
"36/36" säie -elementti
36 mm: n sävelkorkeus × 36 mm pituus, oikea - käden kierre
"45 astetta /5/48 vasemmalla" vaivaa
5 elementtiä, 45 asteen siirtymä, 48 mm kokonaispituus, vasen -
Modulaarinen kokoonpano
Lankaelementtien ja vaipan yhdistelmä
Vaikutukset monen muovien ekstruusioiden käsittelyyn
Edellä käsitellyt geometriset näkökohdat ovat syvällisiä vaikutuksia monimuotoisiin ekstruusiooperaatioihin. Kanavan syvyys modernissa CO - pyörivissä järjestelmissä saavuttaa tyypillisesti 9% ulomman halkaisijan, edistyneiden tekniikoiden saavuttamisessa noin 17%: n ulomman halkaisijan ruuvin halkaisijasta. Tämä lisääntynyt kanavan syvyys tarjoaa useita etuja:
Parannettu kuljetuskapasiteetti
Syvemmät kanavat mahdollistavat korkeammat läpimenonopeudet, jotka ovat välttämättömiä korkean - tilavuuden tuotannon suhteen monimuotoisissa ekstruusioissa.
Parannettu sekoitussuorituskyky
Välimerkkivyöhyke luo intensiivisen sekoitustoimenpiteen "Kuva - kahdeksan" virtauskuvion kautta, varmistaen homogeenisen sulan laadun.
Joustava prosessointiikkuna
Geometrinen joustavuus antaa prosessoreille mahdollisuuden optimoida tiettyjen materiaalien ja sovellusten ruuvikonfiguraatiot.
Epäsymmetrinen virtauskanavan innovaatio
Viimeaikaiset numeerisen simulaation edistykset ovat mahdollistaneet epäsymmetristen virtauskanavien kehittämisen CO - pyörivällä kaksois - -ruuvijärjestelmillä. Näissä malleissa on ruuvit A ja B pyörivät samalla nopeudella, mutta erilaisilla geometrioilla, aiheuttaen materiaalin siirtymisen vaihtelevien liiketilojen kautta eteenpäin kuljettamisen aikana.
Tämä epäsymmetrinen kokoonpano parantaa merkittävästi sekoittamista ja tuuletusominaisuuksia verrattuna perinteisiin symmetrisiin malleihin.
Kun toimit eri nopeuksilla, voidaan saavuttaa myös epäsymmetriset virtauskanavan mallit. Yhdessä kokoonpanossa ruuvi B pyörii kaksinkertaisesti ruuvin A nopeudella luomalla monimutkaisia virtauskuvioita, jotka hyödyttävät erityisiä monimuovien ekstruusiosoitteita, jotka vaativat intensiivistä jakautuvaa ja dispergoivaa sekoitusta.
Symmetriset vs. epäsymmetriset virtauskuviot
Symmetrinen suunnittelu
Tasaiset virtauspolkut rajoitetulla sekoitusintensiteetillä
Epäsymmetrinen suunnittelu
Kompleksiset virtauskuviot parantavat sekoitustehokkuutta
Multi - komponenttijärjestelmien edut käsittely edut
Twin - -ruuvin suulakepuristimien geometrinen joustavuus tekee niistä erityisen sopivia monimuotojen suulaketuislaitteisiin, joihin liittyy:
Polymeerisekoitus
Intensiivinen sekoitusvaikutus varmistaa useiden polymeerikomponenttien tasaisen jakautumisen, jotka ovat kriittisiä yhdenmukaisten mekaanisten ominaisuuksien saavuttamiseksi.
Yhdistelmätoiminta
Kyky sisällyttää erilaisia lisäaineita, täyteaineita ja vahvistuksia tasaisesti koko polymeerimatriisissa.
Reaktiivinen suulakepuristus
Kontrolloidut viipymisaika ja sekoitusintensiteetti mahdollistavat kemialliset reaktiot prosessoinnin aikana.
Hajaus
Haihtuvien aaltojen tehokas poistaminen optimoidun ruuvien geometrian ja tuuletusvyöhykkeiden avulla.
Selvitysvaikutukset prosessoinnin suorituskykyyn
Twin - -ruuvijärjestelmien erilaiset luvat vaikuttavat merkittävästi prosessoinnin suorituskykyyn monimuotoisissa ekstruusioissa:
Säteittäinen puhdistusvaikutus
Tämä välys määrittää ruuvien kalenterointivaikutuksen, vaikuttaen paineentuotantoon ja dispergoivaan sekoittumiseen. Pienemmät puhdistukset lisäävät leikkausnopeuksia, mutta voivat aiheuttaa liiallista lämmöntuotantoa, kun taas suuret puhdistukset vähentävät sekoitustehokkuutta, mutta parantavat välittämistä.
Pienet selvitysetuudet:
- Korkeammat leikkausnopeudet
- Parempi dispergoiva sekoitus
- Parannettu paineentuotanto
Suuret lupa -edut:
- Vähentynyt lämmöntuotanto
- Parannettu välitysvakaus
- Vähemmän mekaanista kulumista
Sivuttaispuhdistusta koskevat näkökohdat
Oikea sivuttaisvälitys estää mekaanisen kulumisen säilyttäen samalla tehokkaan materiaalinvaihdon. Tämä välys on optimoitava prosessointilämpötilan, materiaalin viskositeetin ja ruuvin nopeuden perusteella optimaalisen suorituskyvyn saavuttamiseksi.
Tetraedrinen puhdistusvaikutukset
Ei - suorakaiteen muotoisia säieprofiileja tetraedraaliset puhdistukset luovat lisävirtausreittejä, jotka voivat parantaa jakautuvaa sekoitusta, mutta voivat myös lisätä vuotovirtausta, mikä vaikuttaa kokonaiskuljetustehokkuuteen.
Lämpötilanhallinta kaksois - ruuvinkäsittely
Tehokas lämpötilanhallinta on ratkaisevan tärkeää monimuotoisten monimuotoisten ekstruusiooperaatioiden kannalta. Geometrinen muotoilu vaikuttaa suoraan lämmöntuotantoon ja häviämiseen:
Viskoosinen hajoaminen
Veljojen leikkausnopeudet tuottavat lämpöä, jota on hallitaan oikean tynnyrin jäähdytyksen ja ruuvien suunnittelun avulla.
Lämmönsiirtotehokkuus
Suuri pinta -ala - - - tilavuussuhde kaksois -- -ruuvijärjestelmissä parantaa lämmönsiirtoa verrattuna yksittäisiin - ruuvikuvioihin.
Lämpötilan tasaisuus
Intensiivinen sekoitusvaikutus edistää lämpötilan homogeenisuutta koko sulaessa, mikä on kriittinen yhdenmukaisen tuotteen laadun kannalta.
Asteikko - ylöspäin
Kun skaalataan kaksois - ruuvi -suulakepuristimia teollisuuden monimuotoisten suulakepuristussovellusten suhteen, geometriset samankaltaisuusperiaatteet on sovellettava huolellisesti:
Geometrinen skaalaus
Mitta -suhteiden ylläpitäminen varmistaa samanlaiset virtauskuviot eri konikoiden välillä. Kriittisten puhdistusten on mittasuunnitelma suhteessa käsittelyominaisuuksien ylläpitämiseksi.
Dynaaminen samankaltaisuus
Käyttöparametrien säätäminen samanlaisten leikkausnopeuksien ja viipymisaikojen ylläpitämiseksi. Nopeus ja läpäisy on skaalata asianmukaisesti sekoituksen voimakkuuden säilyttämiseksi.
Lämmönkaappaus
Erilaiselle pinnalle - kompensointi - tilavuussuhteet lämpökäsittelyolosuhteiden ylläpitämiseksi. Suuremmat koneet vaativat usein parannettuja jäähdytysjärjestelmiä.
Twin - ruuvin suulakepuristustekniikan kehitys
1980s
Modulaarisen CO - käyttöönotto kiertävien kaksoset - ruuvisuunnittelut, joissa on parannettuja sekoitusominaisuuksia polymeerin prosessointiin.
1990s
Itsen - pyyhkimistekniikan ja parannettujen prosessinhallintajärjestelmien kehittäminen.
2000s
Laskennallinen mallinnuksen integrointi ruuvien suunnittelun optimoinnille ja virtauskuvioiden CFD -simulaatioille.
2010s
Epäsymmetriset ruuvit ja teollisuus 4.0 -integraatio todellisella - -ajan seuranta.
2020- ja sen jälkeen
AI - ohjattu suunnittelun optimointi, kestävät prosessointiinnovaatiot ja edistyneet materiaalien käsittelyominaisuudet.