De dubbel-schroefextruder is een hoog-efficiënte polymeerverwerkingsapparatuur die veel wordt gebruikt in de meng-, compound-, ontgassings-, reactie- en extrusievormprocessen van de kunststoffen-, voedsel-, chemische en andere industrieën. Het belangrijkste werkingsprincipe is gebaseerd op de synchrone rotatie van twee in elkaar grijpende of niet-in elkaar grijpende schroeven in een verwarmd vat, waardoor het transporteren, comprimeren, afschuiven, mengen en homogeniseren van materialen mogelijk is.
Gedetailleerde uitsplitsing van de kernprincipes:
1. Basisstructuur
Tweelingschroeven: parallel gemonteerd in een cilinder met een doorsnede van figuur-8. Ze kunnen worden ingedeeld in verschillende typen op basis van draadontwerp, ingrijpingsgraad en rotatierichting.
Vat: Typisch ontworpen met een gesegmenteerde modulaire structuur voor flexibele montage. Het is uitgerust met een verwarmings- en koelsysteem en ventilatiepoorten (voor ontluchting of injectie van additieven).
Aandrijfsysteem: Levert stroom om de synchrone rotatie van de dubbele schroeven te garanderen.
2. Kernwerkprincipes
Positief transport: de schroefdraad duwt het materiaal van de invoertrechter naar de matrijs met een hoge transportefficiëntie en vrijwel geen terugstroming.
Intensief knippen en mengen: Meshingzone: De toppen van de twee schroeven grijpen in elkaar, waardoor het materiaal wordt onderworpen aan afschuiving, extrusie en splijten in de meshingzone. C-vormige kamers: Een continue C-vormige kamer wordt gevormd door het materiaal tussen de schroeven en de cilinder. Terwijl de schroeven roteren, bewegen de C--vormige kamers axiaal en worden ze voortdurend verdeeld en gereorganiseerd om distributieve menging te bereiken. Kneedblokken: samengesteld uit meerdere verspringende schijven, wordt de afschuifintensiteit gecontroleerd door de verspringende hoek aan te passen (bijv. 90 graden voor hoge afschuiving, 45 graden voor gemiddelde afschuiving) om krachtig dispersief mengen te realiseren.
Zelf{0}}reinigende functie: bij een volledig in elkaar grijpende, mee- roterende dubbele schroef veegt de vleugeltop van de ene schroef de basis van de schroefgroef van de andere met een bepaalde speling, waardoor materiaalretentie en degradatie wordt voorkomen. Deze functie is vooral geschikt voor het verwerken van warmte-gevoelige materialen of voor toepassingen waarbij frequente kleurveranderingen nodig zijn.
3. Belangrijkste classificaties en kenmerken
Rotatierichting:Co-rotatie: het meest voorkomende type, met milde afschuiving, uniforme menging en uitstekende zelf-reinigende prestaties, geschikt voor compounding, devolatilisatie en reactieve extrusie. Tegen-rotatie: Buitenwaartse rotatie (binnenwaartse tegen-rotatie) vormt gesloten C--vormige kamers met een sterk transportvermogen maar hoge afschuifwarmte; binnenwaartse rotatie (buitenwaartse tegen-rotatie) heeft de neiging om materiaalophoping bij de invoertrechter te veroorzaken en wordt daarom zelden gebruikt. Tegen-rotatie wordt meestal toegepast bij profielextrusie.
Ingrijpingsgraad: volledig in elkaar grijpend: de vluchtkammen en schroefgroeven passen nauw bij elkaar, waardoor een goede menging en stabiel transport worden gegarandeerd. Niet-in elkaar grijpend: de prestaties liggen dichter bij die van twee parallelle enkele schroeven, met een zwakke mengcapaciteit, maar kunnen worden gebruikt in speciale reactieprocessen.
4. Procesbesturingsparameters
Schroefconfiguratie: Transportblokken, kneedblokken, tandschijven en andere componenten kunnen flexibel worden samengesteld volgens procesvereisten.
Temperatuur: Er wordt een gesegmenteerde temperatuurregeling toegepast om zich aan te passen aan de smelt- en reactievereisten van verschillende materialen.
Schroefsnelheid: beïnvloedt de afschuifsnelheid, verblijftijd en output.
Toevoermethode: De combinatie van hoofdtoevoer en zijtoevoer maakt de nauwkeurige toevoeging van uit meerdere componenten bestaande materialen mogelijk.
Vacuümventilatie: Verwijdert vluchtige componenten en kleine moleculaire stoffen.
5. Vergelijking met extruders met enkele -schroef
Mengcapaciteit: extruders met dubbele- schroef zijn veel beter dan extruders met enkele- schroef, vooral bij hoge vullings-, meng- en reactieve extrusieprocessen.
Transportmechanisme: dubbel{0}}extruders met schroef maken gebruik van positief verplaatsingstransport, met een stabiele stroom en een lage gevoeligheid voor matrijskopdruk.
Zelf-reinigende prestaties: Co-roterende dubbele-schroefextruders presteren beter dan exemplaren met enkele-schroef.
Druk-opbouwcapaciteit: Extruders met dubbele- schroef hebben een relatief zwak druk-opbouwvermogen en worden vaak gecombineerd met extruders met enkele- schroef of tandwielpompen voor drukverhoging.
6. Belangrijkste toepassingsgebieden
Polymeermenging en -modificatie: bereiding van legeringen zoals PP/EPDM en PC/ABS.
Vullen en versterken: Dispersie van vulstoffen, waaronder calciumcarbonaat en glasvezel.
Reactieve extrusie: polymerisatie, enten, gecontroleerde afbraak, enz.
Ontvluchting en ontvochtiging: Verwijdering van oplosmiddelen of vocht.
Voedings- en farmaceutische industrie: deegverwerking, farmaceutische granulatie, enz.
Door de in elkaar grijpende beweging van twee schroeven oefent de dubbel{0}}schroefextruder complexe afschuif-, splijtings- en recombinatieprocessen uit op materialen tijdens het transportproces, waardoor zeer efficiënte meng- en reactiefuncties worden bereikt. Het modulaire ontwerp biedt grote procesflexibiliteit, waardoor het een kernapparatuur is voor hoogwaardige bereidingen en speciale verwerkingen. De sleutel tot het begrijpen van het werkingsprincipe ligt in het begrijpen van de uitgebreide invloed van de geometrische structuur van de schroef, de rotatierichting en de combinatie van procesmodules op het materiaalstroomveld en de energie-input.