Sam-snúningur vs. Counter-Snúnings Tvíbura-Skrúfuútdrættir: Hversu mikið hafa snúningsstefnur áhrif á árangur?

Í heimi efnisblöndunar og útpressunar eru Twin-Screw Extruders hjarta framleiðslunnar. Frammistaða þess ræður beint blöndun gæði, framleiðslu skilvirkni og vélrænni eiginleika lokaafurðarinnar.

KlJWELL, við skiljum að velja réttu tæknina-Sam-snúningureðaCounter-snýst-er mikilvægt fyrir tiltekið forrit þitt. Þó að munurinn kann að virðast vera bara snúningsáttin, sýna Computational Fluid Dynamics (CFD) uppgerð okkar og vettvangsprófanir verulegan mun á vinnslueiginleikum, blöndunargetu og aðlögunarhæfni vöru.

Þessi grein sundurliðar þennan tæknilega mun til að hjálpa þér að taka upplýsta ákvörðun fyrir framleiðslulínuna þína.

Kjarni greinarmunurinn liggur í því hvernig skrúfurnar hafa samskipti við efnið:

Samhliða-snúningur tvískrúfa extruders:

• Snúningur: Báðar skrúfurnar snúast í sömu átt.

• Vélbúnaður: Þrýstingur frá skrúfuflugunum er ofan á. Efni er flutt á „∞“ (mynd - átta) leið, sem skapar þvinguð flutningsáhrif.

Samhliða-snúningur-skrúfumótunarhamur

Tvískrúfur sem snúast á móti-því:

Snúningur: Skrúfur snúast í gagnstæðar áttir.

Vélbúnaður: Þrýstikraftarnir vega hver upp á móti öðrum. Efni ferðast í "C"-laga braut innan lokaðra hólfa, gangast undir endurtekna blöndun og hvarf.

Tvíbura-snúningsstilling fyrir mótunar-skrúfa

Byggt á þrýstingsskýjakortinu (mynd. 3) og þrýstingsbreytileikaferli (mynd. 4), voru eftirfarandi athuganir gerðar:

• Sam-snúnings tvískrúfa:Þrýstingurinn innan flæðisrásarinnar sýnir taktsveiflur. Þessar sveiflur samsvara staðsetningu skrúfufluganna (eins og sést á mynd . 4). Þar sem skrúfurnar eru upphækkaðar hryggir, verður efnið fyrir miklum þjöppunar- og skurðkrafti þegar það fer yfir þær, sem leiðir til hærri þrýstingstoppa á flugstöðum.

• Snúnings-tvískrúfa:Þrýstingurinn hækkar upphaflega og minnkar síðan meðfram útpressunarstefnunni, sem einkennist af verulegu staðbundnu háþrýstingsfyrirbæri í miðhlutanum. Þessi háþrýstingur á sér stað við samrunasvæðið (sem vísar til mynd . 2). Andstæður snúningur skrúfanna veldur því að efni flæðir ójafnt eða stíflast, sem leiðir til efnissöfnunar í miðjunni, sem myndar þennan staðbundna háþrýsting.

Þrýstingsskýjamynd í hlauparanum meðan á útpressunarferlinu stendur

þrýstingssögu

Byggt á útlínu skúfhraða (mynd. 5) og breytileikaferilsins (mynd. 6), eru athuganirnar sem hér segir:

• Almenn hegðun (báðar tegundir):Bæði í sam-snúningi og mótsnúningi- er skurðhraðinn stöðugt hærri á skrúfunum og lægri í skrúfunum. Þetta gerist vegna þess að bilið á milli skrúfuflugsins og tunnuveggsins er í lágmarki, flýtir fyrir efnisflæðinu og veldur miklum skurðkrafti. Aftur á móti leiðir stærra bilið í skrúfrásunum til lægri klippihraða.

• Snúnings-tvískrúfa:Þessi tegund sýnir staðbundna toppa í skurðhraða. Þetta fyrirbæri er sérstaklega af völdum lekaflæðis (sem gerist venjulega í gegnum þröngt úthreinsun á millisvæðinu).

Skýjagraf af skurðhraða meðan á útpressunarferlinu stendur

Skúfhraða breytileikaferill

Blöndun er skipt í tvo aðalflokka: Dreifandi og Dreifandi.

Dreifandi blöndun:Ferlið við endurdreifingu og endurstefnu til að ná einsleitni.

Dreifandi blöndun:Ferlið við að minnka stærð efnisagna með teygju- og klippikrafti.

Tracer Particle Method er notuð til magngreiningar, til að greina ferilbreytur eins og búsetutíma (RT), aðskilnaðarskala og hámarks skurðálag til að meta mismun á blöndun.

Axial blöndun árangur: dreifing dvalartíma (RTD)

The Residence Time Distribution (RTD) er mikilvægur mælikvarði fyrir axial blöndun, sem lýsir tölfræðilegri dreifingu tíma sem efni eyðir í extruder. Það er táknað með líkinda- og líkindaþéttleikaaðgerðum.

Dreifingarferill uppsafnaðs dvalartíma (mynd . 7) sýnir uppsafnaðar líkur á að vökvi eða efni verði eftir inni í pressuvélinni.

Í sam-snúnings tveggja-skrúfukerfinu byrja sporagnir að fara út úr rásinni kl.1.00 sog farið að fullu af54.82 s, sem gefur dvalartíma á53.82 s.

Í -snúningi tvískrúfukerfisins- ganga sporagnir fyrst út kl.1.48 sog alveg hætta með59.80 s, sem leiðir til dvalartíma á58.32 s.

Uppsöfnuð ferill sam-snúnings tvískrúfunnar- er áfram fyrir ofan feril mótssnúnings-kerfisins, sem gefur til kynna hærra hlutfall agna sem fara út úr rásinni á hverjum tíma.

Uppsöfnuð dreifing dvalartíma

Búsetu-líkindaþéttleikaferillinn sýnir hversu líklegt er að efnið haldist inni í pressuvélinni á mismunandi tímabilum. Hærri þéttleiki gefur til kynna meiri líkur á því að efni haldist innan tiltekins tímaglugga, en minni þéttleiki endurspeglar færri tilvik.

Samkvæmt líkindaþéttleikafallinu (mynd. 8):

Flestar agnir í sam-snúningi tvískrúfu-þrýstibúnaðarins falla innan1.00–1.99 s, en í mótsnúningi-snúningskerfisins einbeita þeir sér að innan1.48–2.97 s. Sam-snúningsferillinn færist lengra til vinstri og sýnir hærri topp, sem gefur til kynna sterkari flutningsgetu. Þetta er líklega vegna þvingaðrar „∞-laga“ flutningsleiðar sem einkennir sam-snúningsskrúfur.

Aftur á móti keyrir mótsnúinn-extruder efnið eftir "C-laga" braut, þar sem endurtekin blöndun og endur-hringrás innan C-hólfsins lengja dvalartímann.

dreifingu dvalartíma

Dreifingarvísitala

Dreifingarstuðullinn endurspeglar rheological hegðun og flæðiseiginleika efnisins við útpressun. Eins og sýnt er á dreifivísisferilnum (mynd. 9), sýnir -snúningur tveggja-snúningsskrúfuútdráttarvélarinnar betri dreifingarjafnvægi samanborið við sam-snúningskerfið.

Dreifingarvísitala

Aðskilnaðarkvarði

Aðskilnaðarkvarðinn einkennir framvindu dreifingarblöndunar. Eins og sést á mynd . 10 er upphafleg aðskilnaðarkvarðinn stór vegna þess að þessar tvær tegundir agna koma inn frá gagnstæðum hliðum. Eftir því sem líður á blöndunina minnkar aðskilnaðarkvarðinn vegna skrúfunnar-dreifandi áhrifa, sem gefur til kynna dýpri yfirborðs-blöndun. Þær sveiflur sem sjást stafa af agnasamsöfnun við flæði.

Aðskilnaðar-kvarðaferill sam-snúnings tvískrúfunnar-skrúfa er stöðugt undir því sem er á mótsnúningi-kerfisins, sem sýnir sterkari dreifingarblöndunargetu þess.

Í sam-snúningi tvískrúfa-snúast báðar skrúfurnar í sömu átt og mynda sterka klippingu á samrunasvæðinu. Þetta stuðlar að tíðum efnisskiptum milli skrúfanna og skilar jafnari dreifingarblöndu.

Aftur á móti heldur mót-snúningsútdráttur mestu efni í C-laga hólfinu. Aðeins lítill hluti fer inn í bilið þar sem klipping og lenging eiga sér stað. Hærra stigi girðingarinnar dregur úr óreglulegu flæði en dregur einnig úr heildarjafnvægi í blönduninni.

Dreifandi blöndun árangur

Dreifandi blöndun er skilgreind af stigvaxandi minnkun kornastærðar, aðallega knúin áfram af klippi- og lengingarálagi. Hámarks skurðálag sem rekjaagnir verða fyrir endurspeglar styrk dreifingarferlisins. Hærra hlutfall agna sem verða fyrir mikilli klippingu gefur til kynna sterkari dreifingargetu.

Eins og sést á mynd . 11 sýnir mótskrúfan -snúningstvíbura- meiri líkindaferil, sem bendir til þess að hún útsetti fleiri agnir fyrir hækkuðu skurðstigi.

Líkur á hámarks skurðspennu

Mynd . 12 sýnir líkindaþéttleika hámarks skurðspennu, þar sem toppurinn gefur til kynna streitustigið sem agnirnar upplifa oftast.

Kúrfueiginleikar beggja kerfa staðfesta að -snúningur tvískiptur-skrúfan veitir sterkari klippi- og lengingarkrafta, sem leiðir til betri dreifiblöndunar samanborið við sam-snúningshönnun.

Myndir. 13 og 14 draga saman niðurstöður tog- og höggprófunar.

Efni sem þrýst er út með sam-snúningstvíri-skrúfu sýnir aðeins meiri togstyrk og lenging við brot.
Aftur á móti sýna sýni úr mótsnúningi-kerfisins örlítið meiri höggorkuupptöku og höggstyrk.

Togprófunargögn

Gögn um höggpróf

Kostir sam-snúnings tvíbura-skrúfuútdráttarvéla:

Stöðugt flæðisvið, sérstaklega hvað varðar þrýstingsstýringu.

Sterk dreifing-blandunarafköst með mikilli einsleitni efnis.

Styttri dvalartími og meiri flutningsskilvirkni, tilvalið fyrir -hitaviðkvæmar samsetningar og lágmarkar varma niðurbrot.

Extrudates sýna betri tog eiginleika.

Kostir -snúnings tvískiptur-skrúfuútdráttarvéla:

Hærri þrýstings-uppbyggingargeta (með athygli á staðbundnum þrýstingstoppum).

Sterkari klippi- og teygjuáhrif, skila frábærri dreifiblöndu.

Lengri og víðtækari dreifingu-tíma, hentugur fyrir ferla sem krefjast lengri viðbragðs- eða blöndunartíma.

Extrudates sýna meiri höggstyrk og lægri bræðsluseigu vegna umfangsmeiri keðjuklippingar.