Cum afectează geometria cilindrului conic dublu șurub amestecarea și omogenizarea materialelor?

Geometria cilindrului conic dublu șurub joacă un rol crucial în amestecarea și omogenizarea materialelor în mai multe moduri:

Adâncimea și lățimea canalului: Dimensiunile canalelor dintre șuruburile sunt determinanți critici ai vitezei de forfecare experimentate de materiale. Canalele înguste cresc ratele de forfecare, promovând amestecarea și dispersia mai intense. Acest efect este deosebit de semnificativ pentru materialele vâscoase sau cele care conțin aditivi sau materiale de umplutură cu tendință de aglomerare. Geometria trebuie reglată fin pentru a echilibra dimensiunile canalului pentru a atinge nivelul dorit de forfecare fără a provoca o creștere excesivă a presiunii sau degradarea materialului.

Pasul șurubului: pasul șurubului guvernează mișcarea axială a materialelor de-a lungul cilindrului și influențează profund cinetica de amestecare. Un pas mai strâns crește numărul de evenimente de forfecare experimentate de materiale pe unitate de lungime, promovând o amestecare mai minuțioasă. Cu toate acestea, pasurile excesiv de strânse pot duce la creșterea încălzirii prin frecare și a tensiunii de forfecare, putând compromite integritatea materialului sau provocând degradarea topiturii. Selecția optimă a pasului implică o înțelegere nuanțată a reologiei materialelor, a condițiilor de procesare și a obiectivelor de amestecare dorite, adesea informată de teste empirice și analize reologice.

Configurație șurub: Încorporarea strategică a diferitelor elemente de amestecare de-a lungul șuruburilor facilitează diferite mecanisme de amestecare și îmbunătățește eficiența generală de amestecare. Blocurile de frământare induc forțe intense de forfecare și alungire, promovând amestecarea distributivă și dispersvă. Elementele inverse perturbă tiparele fluxului de material, îmbunătățind amestecarea distributivă prin promovarea contactului interfacial între straturile de material. Elementele de amestecare distributivă creează modele de curgere haotice, maximizând suprafața interfeței și promovând amestecarea minuțioasă.

Conicitatea cilindrului: Unghiul de conicitate al cilindrului dublu șurub conic influențează semnificativ timpul de rezidență al materialului și comportamentul curgerii. O conicitate mai abruptă crește timpul de rezidență prin reducerea suprafeței secțiunii transversale disponibilă pentru fluxul de material, promovând amestecarea și interacțiunea mai extinsă între materiale. Cu toate acestea, conicitatea excesiv de abruptă poate duce la stagnarea materialului sau la distribuția neuniformă a fluxului, necesitând o optimizare atentă pentru a echilibra eficiența amestecării și debitul de material.

Controlul temperaturii: Mecanismele precise de control al temperaturii integrate în butoi joacă un rol critic în reglarea vâscozității materialului și a comportamentului curgerii, influențând astfel eficiența amestecării. Elementele de încălzire facilitează topirea materialului și reducerea vâscozității, promovând curgerea și dispersia, în special pentru materialele termoplastice. Dimpotrivă, elementele de răcire previn supraîncălzirea și degradarea materialului, menținând în același timp temperaturile de procesare dorite, cruciale pentru materialele termosensibile sau formulările reactive. Sistemele avansate de control al temperaturii, cum ar fi controlerele PID (Proportional-Integral-Derivative) și matricele de termocuplu, permit reglarea precisă a profilurilor de temperatură a butoiului, optimizând performanța de amestecare și asigurând o calitate constantă a produsului.

Lungimea cilindrului: lungimea cilindrului influențează direct timpul de rezidență al materialului și numărul de etape de amestecare din zona de procesare. Butoaiele mai lungi oferă timp de rezidență crescut și oportunități suplimentare de amestecare, facilitând etapele de procesare secvențială, cum ar fi premixarea, dispersia și omogenizarea finală. Cu toate acestea, lungimea excesivă a cilindrului poate duce la probleme de consum inutile de energie și de distribuție a timpului de rezidență, necesitând o analiză atentă a obiectivelor de procesare și a caracteristicilor materialelor.

Șurub dublu cilindric conic

Natura materialului: 38CrMoALA
Duritatea naturii accentului: HB260-290
Adâncime de nitrare: 0,40-0,70 mm
Duritatea suprafeței: Hv90o-1050
Rugozitatea suprafeței: Ra0.32um
Linearitatea șurubului: 0,015 mm/m