Trong vương quốc đòi hỏi đùn - nhựa, thực phẩm, hỗn hợp, và hơn thế nữa - lắp ráp vít và thùng là trung tâm của quá trình. Các kỹ sư liên tục tìm kiếm các thiết kế tối ưu hóa sự tan chảy, trộn lẫn, tạo áp lực và ổn định. Trong số các lựa chọn chính là hình học cơ bản: hình nón hoặc song song. Trong khi thùng vít song song thống trị nhiều ứng dụng, các thiết kế hình nón cung cấp những lợi thế khác biệt quan trọng cho các yêu cầu sản xuất cụ thể, thường là thách thức.
Nguyên tắc cơ bản đầu tiên: Xác định các thiết kế
- Thùng vít song song: Có đường kính thùng ngoài không đổi và một ốc vít có đường kính gốc không đổi (hoặc các biến thể nhỏ thông qua các chuyến bay bước). Độ sâu kênh thường giảm dọc theo chiều dài vít để tạo nén.
- Thùng ốc vít hình nón S: Đặc trưng bởi một thùng có đường kính trong con vùi hướng nội từ vùng thức ăn đến vùng đo sáng. Tương ứng, vít có một gốc hình nón tăng đường kính dọc theo chiều dài của nó, tự nhiên tạo ra độ sâu kênh nông dần dần.
Ưu điểm chính của thiết kế thùng ốc vít hình nón:
-
Tăng cường sự tan chảy & đồng nhất hóa:
- Nén dần dần: Taper vốn có tạo ra một cấu hình nén mượt mà hơn và liên tục hơn so với các bước nén thường có thể đột ngột có thể trong các thiết kế song song. Việc giảm dần khối lượng kênh này đối tượng vật liệu với lực cắt và nén dài hơn, được kiểm soát hơn.
- Phân phối cắt vượt trội: Môi trường được kiểm soát này thúc đẩy sự tan chảy hiệu quả hơn của các viên polymer hoặc bột trong suốt mặt cắt kênh, dẫn đến sự đồng nhất hóa tốt hơn của sự tan chảy và phân tán phụ gia hoặc chất độn. Điều này đặc biệt thuận lợi cho các vật liệu hoặc công thức nhạy cảm với nhiệt đòi hỏi sự pha trộn nhẹ nhàng nhưng kỹ lưỡng.
-
Cải thiện sự tích tụ và ổn định áp lực:
- Độ dốc áp suất liên tục: Hình học hình nón tự nhiên tạo ra sự tích tụ áp suất tuyến tính hơn, tuyến tính hơn dọc theo trục vít. Điều này giảm thiểu tăng áp lực và dao động thường trải qua với các vùng nén đột ngột trong các ốc vít song song.
- Đo sáng ổn định: Cấu hình áp suất ổn định chuyển trực tiếp thành một dòng chảy tan chảy nhất quán đi vào đầu chết. Điều này dẫn đến sự ổn định và tính nhất quán của sản phẩm đùn (ví dụ: độ dày thành ống, thước đo tấm, kích thước cấu hình), giảm tốc độ phế liệu và kiểm soát quá trình được cải thiện, đặc biệt quan trọng đối với các nhiệm vụ đùn có độ chính xác cao.
-
Giảm ứng suất cắt & suy thoái nhiệt (tiềm năng):
- Cắt cao điểm thấp hơn: Trong khi các ốc vít hình nón tạo ra sự cắt đáng kể, thì phân bổ của các lực cắt thường rộng hơn và ít dữ dội hơn ở bất kỳ điểm nào so với độ cắt cục bộ cao có thể xảy ra trong các vùng hạn chế (như các chuyến bay nén hoặc các phần tử trộn) trong các ốc vít song song.
- Sự dịu dàng vật chất: Đặc điểm này làm cho các thiết kế hình nón đặc biệt phù hợp để xử lý các vật liệu nhạy cảm với cắt (ví dụ: PVC, một số polyme kỹ thuật, polyme sinh học, các hợp chất chứa đầy sợi) trong đó giảm thiểu suy thoái cơ học hoặc phá vỡ sợi là tối quan trọng. Việc nén dần dần giúp quản lý nhiệt độ nóng chảy tăng đồng đều hơn.
-
Tăng cường xử lý các vật liệu đầy thách thức:
- Bột & nguyên liệu dễ thương: Hình học hội tụ có thể mang lại những lợi thế trong việc cho ăn và vận chuyển các loại bột mật độ thấp hoặc vật liệu dễ vỡ, vì độ côn giúp nhẹ nhàng củng cố thức ăn sớm trong quá trình mà không có dòng chảy quá mức.
- Tái chế và thức ăn bị ô nhiễm: Các đặc điểm vận chuyển và nóng chảy mạnh mẽ đôi khi có thể cung cấp khả năng chịu đựng tốt hơn cho reverrind hoặc nguyên liệu với các biến thể ô nhiễm nhỏ.
-
Tiềm năng cho sản lượng cao hơn ở RPM thấp hơn:
- Chất rắn hiệu quả truyền tải: Độ sâu kênh rộng ban đầu gần cổ họng có thể tăng cường khả năng vận chuyển chất rắn so với vít song song cho ăn nông.
- Truyền năng lượng tối ưu hóa: Hiệu quả của sự nóng chảy và tạo áp suất trong thiết kế hình nón đôi khi có thể cho phép các toán tử đạt được đầu ra mục tiêu trong khi chạy vít ở tốc độ quay thấp hơn một chút (RPM) so với thiết lập song song tương đương. Điều này có nghĩa là giảm mức tiêu thụ năng lượng cụ thể (năng lượng trên mỗi đơn vị sản lượng) và có khả năng ít hao mòn theo thời gian.
Những cân nhắc quan trọng:
Thùng ốc vít hình nón không vượt trội trên toàn cầu. Ưu điểm của họ rõ rệt nhất trong các kịch bản cụ thể:
- Nhu cầu xử lý: Quan trọng đối với các vật liệu nhạy cảm cắt, các công thức đòi hỏi tính đồng nhất tan chảy đặc biệt hoặc các ứng dụng đòi hỏi áp lực và đầu ra cực kỳ ổn định (ví dụ: hồ sơ chính xác cao, ống y tế, màng quang).
- Đánh đổi kinh tế: Thiết kế hình nón thường phức tạp và tốn kém hơn để sản xuất và thay thế so với ốc vít song song. Làm nóng/làm mát nòng súng cũng có thể phức tạp hơn một chút do côn.
- Dấu chân: Taper đòi hỏi phải lắp ráp thùng tổng thể dài hơn so với một vít song song đạt được sự nén tương tự, có khả năng ảnh hưởng đến kích thước máy.
Sự lựa chọn giữa thùng ốc vít hình nón và song song bản lề trên vật liệu cụ thể, yêu cầu sản phẩm và mục tiêu xử lý. Các ốc vít song song cung cấp tính linh hoạt và hiệu quả chi phí cho một loạt các ứng dụng. Tuy nhiên, khi các nhu cầu bao gồm chất lượng tan chảy vượt trội, độ ổn định áp suất đặc biệt, giảm căng thẳng cắt đối với các công thức nhạy cảm hoặc xử lý các nguyên liệu đầy thách thức, những lợi thế vốn có của thiết kế thùng ốc vít hình nón trở nên hấp dẫn. Cấu hình nén dần dần của nó cung cấp sự tan chảy hiệu quả, dòng chảy ổn định và kiểm soát quá trình nâng cao, làm cho nó trở thành một giải pháp đã được chứng minh cho các nhiệm vụ đùn trong đó tính nhất quán hiệu suất và tính toàn vẹn vật liệu là không thể thương lượng. Các nhà khai thác nên đánh giá cẩn thận các yêu cầu quy trình của họ đối với các lợi thế cốt lõi này để xác định hình học tối ưu.
