Jak geometrie kónického dvoušnekového válce ovlivňuje míchání a homogenizaci materiálů?

Geometrie kónického dvojitého šneku hraje klíčovou roli při míchání a homogenizaci materiálů několika způsoby:

Hloubka a šířka kanálku: Rozměry kanálků mezi lopatkami šroubu jsou kritickými determinanty smykové rychlosti, jíž jsou materiály vystaveny. Úzké kanály zvyšují smykové rychlosti a podporují intenzivnější míchání a disperzi. Tento efekt je zvláště významný u viskózních materiálů nebo materiálů obsahujících přísady nebo plniva se sklonem k aglomeraci. Geometrie musí být jemně vyladěna, aby vyrovnala rozměry kanálů, aby se dosáhlo požadované úrovně smyku, aniž by došlo k nadměrnému nárůstu tlaku nebo degradaci materiálu.

Rozteč šroubu: Rozteč šroubu řídí axiální pohyb materiálů podél hlavně a výrazně ovlivňuje kinetiku míchání. Užší rozteč zvyšuje počet smykových jevů u materiálů na jednotku délky, což podporuje důkladnější promíchání. Nadměrně těsné stoupání však může vést ke zvýšenému třecímu zahřívání a smykovému napětí, což může potenciálně narušit integritu materiálu nebo způsobit degradaci taveniny. Optimální výběr rozteče zahrnuje jemné pochopení reologie materiálu, podmínek zpracování a požadovaných cílů míchání, často založené na empirickém testování a reologické analýze.

Konfigurace šneku: Strategické začlenění různých míchacích prvků podél ramen šneku usnadňuje různé míchací mechanismy a zvyšuje celkovou účinnost míchání. Hnětací bloky vyvolávají intenzivní smykové a protahovací síly, čímž podporují rozdělovací a disperzní míchání. Reverzní prvky narušují vzory toku materiálu a zlepšují distributivní míchání podporou mezifázového kontaktu mezi vrstvami materiálu. Distribuční míchací prvky vytvářejí chaotické proudové vzory, maximalizují plochu rozhraní a podporují důkladné promíchání.

Zkosení hlavně: Úhel zkosení kónického válce se dvěma šneky významně ovlivňuje dobu zdržení materiálu a chování toku. Strmější zkosení prodlužuje dobu zdržení tím, že snižuje plochu průřezu dostupnou pro tok materiálu, což podporuje rozsáhlejší míchání a interakci mezi materiály. Příliš strmé zkosení však může vést ke stagnaci materiálu nebo nerovnoměrné distribuci toku, což vyžaduje pečlivou optimalizaci pro vyvážení účinnosti míchání a prosazení materiálu.

Regulace teploty: Přesné mechanismy regulace teploty integrované do sudu hrají zásadní roli při regulaci viskozity materiálu a chování při toku, čímž ovlivňují účinnost míchání. Topné prvky usnadňují tavení materiálu a snížení viskozity, podporují tok a disperzi, zejména u termoplastických materiálů. Naopak chladicí prvky zabraňují přehřátí a degradaci materiálu při zachování požadovaných teplot zpracování, což je rozhodující pro materiály citlivé na teplo nebo reaktivní formulace. Pokročilé systémy regulace teploty, jako jsou regulátory PID (Proportional-Integral-Derivative) a pole termočlánků, umožňují přesnou regulaci teplotních profilů sudu, optimalizují výkon míchání a zajišťují stálou kvalitu produktu.

Délka hlavně: Délka hlavně ovlivňuje dobu zdržení materiálu a počet fází míchání v zóně zpracování. Delší sudy poskytují delší dobu zdržení a další příležitosti pro míchání, což usnadňuje postupné kroky zpracování, jako je předmíchání, disperze a konečná homogenizace. Nadměrná délka sudu však může vést ke zbytečné spotřebě energie a problémům s distribucí doby zdržení, což vyžaduje pečlivé zvážení cílů zpracování a materiálových charakteristik.

Kónický dvouhlavňový šroub

Povaha materiálu: 38CrMoALA
Tvrdost přízvuku: HB260-290
Hloubka nitrace: 0,40-0,70 mm
Tvrdost povrchu: Hv90o-1050
Drsnost povrchu: Ra0,32um
Linearita šroubu: 0,015 mm/m