Miten kartiomaisen kaksoisruuvisylinterin geometria vaikuttaa materiaalien sekoittumiseen ja homogenisoitumiseen?

Kartiomaisen kaksoisruuvipiippujen geometrialla on ratkaiseva rooli materiaalien sekoittamisessa ja homogenisoinnissa useilla tavoilla:

Kanavan syvyys ja leveys: Kanavien mitat ruuvilentojen välillä ovat kriittisiä tekijöitä materiaalien kokeman leikkausnopeuden kannalta. Kapeat kanavat lisäävät leikkausnopeuksia, mikä edistää intensiivisempaa sekoittumista ja dispersiota. Tämä vaikutus on erityisen merkittävä viskooseille materiaaleille tai sellaisille, jotka sisältävät lisäaineita tai täyteaineita, joilla on taipumus agglomeroitua. Geometria on hienosäädettävä tasapainottamaan kanavan mitat, jotta saavutetaan haluttu leikkaustaso aiheuttamatta liiallista paineen muodostumista tai materiaalin heikkenemistä.

Ruuvin nousu: Ruuvin nousu säätelee materiaalien aksiaalista liikettä piippua pitkin ja vaikuttaa voimakkaasti sekoituskinetiikkaan. Tiukempi jako lisää materiaalien kokemien leikkaustapahtumien määrää pituusyksikköä kohti, mikä edistää perusteellisempaa sekoittumista. Liian tiukat nousut voivat kuitenkin johtaa lisääntyneeseen kitkakuumenemiseen ja leikkausjännitykseen, mikä saattaa vaarantaa materiaalin eheyden tai aiheuttaa sulan hajoamista. Optimaaliseen sävelkorkeuden valintaan liittyy vivahteikas ymmärrys materiaalin reologiasta, käsittelyolosuhteista ja halutuista sekoitustavoitteista, jotka perustuvat usein empiiriseen testaukseen ja reologiseen analyysiin.

Ruuvikokoonpano: Erilaisten sekoituselementtien strateginen yhdistäminen ruuvin reitin varrella helpottaa erilaisia ​​sekoitusmekanismeja ja parantaa yleistä sekoitustehokkuutta. Vaivauskappaleet aiheuttavat intensiivisiä leikkaus- ja venymävoimia, mikä edistää jakautuvaa ja dispergoivaa sekoittumista. Käänteiset elementit häiritsevät materiaalin virtauskuvioita ja tehostavat jakautuvaa sekoittumista edistämällä materiaalikerrosten välistä kosketusta. Hajauttavat sekoituselementit luovat kaoottisia virtauskuvioita, maksimoivat rajapinta-alueen ja edistävät perusteellista sekoittumista.

Piipun kartio: Kartiomaisen kaksoisruuvitynnyrin kartiokulma vaikuttaa merkittävästi materiaalin viipymäaikaan ja virtauskäyttäytymiseen. Jyrkempi kartio pidentää viipymisaikaa vähentämällä materiaalivirtaukselle käytettävissä olevaa poikkileikkausalaa, mikä edistää laajempaa materiaalien sekoittumista ja vuorovaikutusta. Liian jyrkät kartiot voivat kuitenkin johtaa materiaalin pysähtymiseen tai epätasaiseen virtauksen jakautumiseen, mikä edellyttää huolellista optimointia sekoitustehokkuuden ja materiaalin läpimenon tasapainottamiseksi.

Lämpötilan säätö: Tynnyriin integroidut tarkat lämpötilan säätömekanismit ovat ratkaisevassa asemassa materiaalin viskositeetin ja virtauskäyttäytymisen säätelyssä, mikä vaikuttaa sekoitustehokkuuteen. Lämmityselementit helpottavat materiaalin sulamista ja viskositeetin vähentämistä edistäen virtausta ja hajoamista erityisesti kestomuovimateriaalien kohdalla. Sitä vastoin jäähdytyselementit estävät ylikuumenemisen ja materiaalin hajoamisen säilyttäen samalla halutut käsittelylämpötilat, jotka ovat tärkeitä lämpöherkille materiaaleille tai reaktiivisille formulaatioille. Kehittyneet lämpötilansäätöjärjestelmät, kuten PID-säätimet (Proportional-Integral-Derivative) ja termoparijärjestelmät, mahdollistavat tynnyrin lämpötilaprofiilien tarkan säätelyn, optimoivat sekoituksen suorituskyvyn ja varmistavat tasaisen tuotteen laadun.

Tynnyrin pituus: Tynnyrin pituus vaikuttaa suoraan materiaalin viipymäaikaan ja sekoitusvaiheiden lukumäärään käsittelyvyöhykkeellä. Pidemmät tynnyrit tarjoavat pidemmän viipymäajan ja lisämahdollisuuksia sekoittamiseen, mikä helpottaa peräkkäisiä prosessointivaiheita, kuten esisekoitusta, dispergointia ja lopullista homogenointia. Liiallinen piipun pituus voi kuitenkin johtaa tarpeettomaan energiankulutukseen ja viipymisajan jakautumiseen liittyviin ongelmiin, mikä edellyttää käsittelytavoitteiden ja materiaalin ominaisuuksien huolellista harkintaa.

Kartiomainen kaksoispiippuruuvi

Materiaalin luonne: 38CrMoALA
Aksenttiluonnon kovuus: HB260-290
Nitraussyvyys: 0,40-0,70 mm
Pinnan kovuus: Hv90o-1050
Pinnan karheus: Ra0,32um
Ruuvin lineaarisuus: 0,015 mm/m