Diferencias entre extrusoras de doble tornillo y extrusoras de un solo tornillo en el procesamiento de PVC

La extrusora de doble tornillo es la maquinaria más común en la industria de los plásticos modificados, ampliamente utilizada en la industria de procesamiento de polímeros y otras áreas de producción y procesamiento; La variedad de extrusora de doble tornillo se puede dividir en dos categorías principales de rotación isotrópica y heterotrópica.

Diferencia en el principio de funcionamiento entre la extrusora coaxial de doble husillo y la extrusora de un solo husillo

La estructura y función de la extrusora isotrópica de doble tornillo es muy similar a la de la extrusora de un solo tornillo, pero existen grandes diferencias en el principio de funcionamiento. Principalmente en los siguientes aspectos:

1. Transporte forzoso. Enganche la misma dirección de rotación del tornillo gemelo, en el acoplamiento de los dos tornillos en la dirección opuesta de la velocidad de movimiento, un tornillo para tirar del material hacia el espacio de la malla y el otro tornillo para empujar el material fuera del espacio, el resultado es que el material de una ranura de tornillo a otra ranura de tornillo, el material a lo largo del tornillo tiene forma de “∞” en la dirección del cabezal de la máquina que se va a forzar a transportar.
2. Homogeneización y mezcla. El doble tornillo giratorio isotrópico en el acoplamiento en el espacio es muy pequeño, las puntas del tornillo y la velocidad de la ranura del tornillo en la dirección opuesta, la velocidad relativa es grande, por lo que el área de acoplamiento tiene una velocidad de corte muy alta, la fuerza de corte es muy grande, el efecto de mezcla es mucho mejor que el extrusor de un solo tornillo y el extrusor de doble tornillo giratorio anisotrópico.
3. Autolimpieza. Extrusora de doble tornillo giratorio isotrópico, debido a la zona de enganche de las puntas del tornillo y la velocidad de la ranura del tornillo en la dirección opuesta, la velocidad relativa es grande, por lo que tiene una velocidad de corte bastante alta, puede raspar cualquier acumulación de material adherido al tornillo, hay un muy buen efecto de autolimpieza, por lo que el tiempo de residencia del material es muy corto y no es fácil producir una degradación localizada del deterioro.
4. Plastificación de materiales. El tamaño del espacio entre tornillos tiene un gran impacto en la calidad de la plastificación del material. Cuanto menor sea el espacio, mayor será la fuerza de corte, pero la cantidad de material a través de la disminución; cuanto mayor es el espacio, la cantidad de material aumenta, pero la fuerza cortante disminuye.
5. Compresión de materiales. La compresión isotrópica del extrusor de doble tornillo del material es mucho más que el método, el efecto integral es bueno.
6. Método de carga. La extrusora coaxial de doble tornillo requiere una alimentación cuantitativa uniforme y el uso del método de alimentación dosificadora.
7. Escape. Como resultado de la alimentación por inanición, se pueden utilizar elementos transportadores de hilo principal grande, de modo que la ranura del tornillo esté vacía en un estado de presión cero, de modo que se pueda colocar la sección de escape.

Aplicación de extrusora de doble tornillo.

La extrusora de doble tornillo se puede dividir en doble tornillo anisotrópico y doble tornillo isotrópico según la diferencia en la dirección de rotación de los dos tornillos.

La extrusora de doble tornillo co-rotativo de malla se usa ampliamente en la modificación fisicoquímica de la resina de matriz, como relleno, refuerzo, endurecimiento, extrusión de reacción, etc.

Con una variedad de materias primas dispersas, se debe utilizar una extrusora de doble tornillo isotrópico, y la figura anterior muestra el vector de velocidad del doble tornillo isotrópico entre sí a la inversa, por lo que la rotación isotrópica del doble tornillo y la rotación isotrópica del doble tornillo en comparación con el efecto de corte de su mucho mayor, no es adecuado para mezclar y moldear PVC.

En los plásticos de relleno mezclados se utiliza comúnmente carbonato de calcio en polvo, talco en polvo, dióxido de titanio, una cantidad de relleno general del 30% al 60% y masterbatch de relleno de hasta el 80%. Como el relleno en polvo contiene una gran cantidad de aire, en el área de amasado del tornillo del aire de mezcla se separará, lo que resultará en el flujo inverso de materiales hacia la ranura del tornillo, lo que afectará el transporte positivo del polvo y, en última instancia, reducirá la cantidad de extrusión.

Ejemplos de aplicación de extrusora de doble tornillo: granulación retardante de combustible reforzada con fibra de vidrio (como PA6, PA66, PET, PBT, PP, retardante de llama mejorado con PC, etc.); granulación con alto contenido de relleno (como PE, PP rellenos con 75 % de CaCO3); peletización de materiales sensibles al calor (como PVC, materiales para cables XLPE); masterbatch de color espeso (como un 50 % lleno de polvo pigmentado); masterbatch antiestático, aleaciones, color, granulación de mezcla con bajo contenido de relleno; materiales para cables; materiales para cables; materiales para cables; materiales de cables. Relleno de granulación co-mezclada; granulación del material del cable (como material de cubierta, material aislante); Granulación de material de tubería XLPE (como masterbatch para reticulación de agua caliente); mezcla y extrusión de plásticos termoendurecibles (como resinas fenólicas, resinas epoxi, recubrimientos en polvo); adhesivo termofusible, granulación por extrusión de reacción de PU (como adhesivo termofusible EVA, poliuretano); Resinas K, granulación por desvolatilización SBS, etc.

Ventajas y desventajas

Debido a la complejidad del diseño estructural y el procesamiento de la extrusora de doble tornillo, el desarrollo teórico no es perfecto, pero el diseño combinado de la extrusora isotrópica de doble tornillo se puede organizar y combinar con una variedad de formas geométricas de los elementos roscados y elementos del cilindro, y de acuerdo con la experiencia-inspección teórica-práctica, de modo que pueda optimizarse para los diferentes requisitos de mezcla para adaptarse a las necesidades de diferentes fórmulas de proceso, lo que hace que la extrusora isotrópica de doble tornillo tenga una muy fuerte Adaptabilidad. Principalmente en los siguientes aspectos:

1. rendimiento de mezcla: a medida que los dos tornillos se acoplan entre sí, y se pueden agregar según la necesidad de una variedad de elementos roscados, como elementos antiroscados, elementos de disco de acoplamiento, elementos de disco dentados, etc., para regular con precisión el cizallamiento/mezcla, de modo que la intensidad de la mezcla y la calidad de la mezcla (ya sea mezcla distribuida o dispersa) se puedan controlar de manera efectiva. Esta es una extrusora de un solo tornillo que no se puede alcanzar.
2. Flexibilidad de procesamiento: la extrusora de doble tornillo co-rotativo generalmente adopta la alimentación de hambre dosificadora, la producción depende de la cantidad de alimentación, independientemente de la velocidad del tornillo, es una variable controlable de forma independiente y, por lo tanto, se puede manejar de manera flexible en una máquina con una variedad de funciones de procesamiento, como fusión, mezcla, agotamiento, reacción, etc.
3. Controlabilidad de los parámetros del proceso: Con una distribución estrecha del tiempo de residencia, una mejor transferencia de calor por convección y un perfil de temperatura controlado con precisión, la extrusora coaxial de doble tornillo puede obtener un mejor historial de tiempo de corte y temperatura en la extrusión e ingresar energía mecánica en un rango más amplio, de modo que pueda obtener una mejor estabilidad de la calidad del producto.
4. Mayor eficiencia del proceso de producción: la acción de transporte de desplazamiento positivo del tornillo puede manejar una variedad más amplia de materias primas y formulaciones mixtas con tiempos de inactividad más cortos.
5. Mayor economía: debido a la alta flexibilidad y productividad del proceso, se puede producir una gama más amplia de productos finales con un alto grado de consistencia en la calidad del producto, y el desgaste del tornillo se puede compensar ajustando la velocidad del tornillo.

Diferencias clave entre una extrusora anisotrópica de doble tornillo y una extrusora de un solo tornillo

¿Cuál es el principio de entrada de una extrusora anisotrópica de doble tornillo?

En una extrusora anisotrópica de doble tornillo, el material se transporta con un desplazamiento positivo similar al de una bomba de engranajes. La extrusora anisotrópica de doble tornillo tiene una baja velocidad de rotación, baja generación de calor de cizallamiento del material y el material no es fácil de descomponer, por lo que no requiere una alta estabilidad térmica del material y es especialmente adecuada para moldear y procesar materiales sensibles al calor (por ejemplo, PVC). En comparación con la extrusora isotrópica de doble tornillo, la extrusora isotrópica de doble tornillo tiene una mayor eficiencia de transporte, mejor efecto de escape y efecto de fusión, aunque la dispersión del material y el efecto de mezcla son peores que los de la extrusora isotrópica de doble tornillo, pero la capacidad de establecer una presión estable en el cabezal es más fuerte y, por lo tanto, es más adecuada para extruir productos directamente. Además del uso de una extrusora anisotrópica de doble tornillo en lugar de una extrusora de un solo tornillo, se puede eliminar el proceso de granulación previa a la plastificación y el procesamiento de extrusión directa del polvo de PVC, de modo que el costo de los productos se reduce. La extrusora rotativa anisotrópica de doble tornillo se utiliza principalmente para extruir tubos de PVC. Perfiles, placas y peletizado. La extrusora anisotrópica paralela de doble tornillo también ha comenzado a utilizarse en líneas de producción de tubos HDHDPE a gran escala.

La extrusora cónica anisotrópica de doble tornillo se utiliza tradicionalmente en la extrusión de productos de PVC, pero en los últimos años ha habido ejemplos nacionales de la aplicación de la extrusora cónica anisotrópica de doble tornillo para la extrusión de tubos de poliolefina, y la práctica ha demostrado que ha tenido un gran éxito. El objetivo de esta práctica es ahorrar energía. Una extrusora cónica de doble tornillo de 65 cuerpos y 132umum, la potencia del motor de accionamiento es de solo 37 kW, en la extrusión de tubería de polietileno, las especificaciones y la producción de la tubería pueden ser equivalentes a una extrusora de un solo tornillo de 75 mm o incluso de 80 mm y, en general, una extrusora de un solo tornillo de 75 mm o 80 mm, la potencia de accionamiento mínima es de 90 kW. Los países extranjeros ya tienen productos de extrusión de extrusora de doble tornillo anisotrópico paralelo listos para usar. Los países extranjeros ya tienen experiencia madura en la extrusión de productos con extrusoras de doble tornillo anisotrópico paralelo, la alternativa nacional para usar extrusoras de doble tornillo cónico anisotrópico de hecho, o por la consideración del costo del equipo, los costos de fabricación de extrusor de doble tornillo anisotrópico paralelo más altos que los de la extrusora de doble tornillo cónico anisotrópico.

Este método de uso ciertamente no es una alternativa simple, después de todo, el rendimiento del flujo de fusión de polietileno y PVC tiene diferencias obvias, por lo que para la extrusión de productos de PVC para la extrusora cónica anisotrópica de doble tornillo, la necesidad de rediseñar el tornillo se puede utilizar para la extrusión de polietileno; y la cabeza también debe modificarse en consecuencia. En los últimos años, algunas personas intentan extruir productos con extrusoras isotrópicas de doble tornillo (incluidas las cónicas y las planas), y se han logrado algunos avances, pero creo que desde el punto de vista del ahorro de energía, no hay gran diferencia entre las extrusoras isotrópicas y anisotrópicas, y es más difícil para las extrusoras isotrópicas de doble tornillo establecer una presión estable en el cabezal, lo cual no es tan fácil como adoptar directamente una extrusora anisotrópica de doble tornillo.

Las principales diferencias entre la extrusora anisotrópica de doble tornillo y la extrusora de un solo tornillo son los dos puntos siguientes:

1. Sus mecanismos de transporte difieren. El transporte de material en una extrusora de un solo tornillo es un flujo de tipo arrastre. Los sólidos se transportan mediante arrastre por fricción, mientras que los fundidos se transportan mediante arrastre viscoso. El coeficiente de fricción entre el material sólido y la superficie metálica, así como la viscosidad de la masa fundida, determinan en gran medida la capacidad de transporte de una extrusora monohusillo. En una extrusora de doble tornillo contrarrotante, el material se transporta mediante desplazamiento positivo. A medida que los tornillos giran, el material es impulsado con fuerza hacia adelante por los hilos entrelazados. La capacidad de transporte de desplazamiento positivo depende de la proximidad de la aleta de un tornillo a la aleta del otro. Los extrusores de doble tornillo contrarrotantes y de malla estrecha logran el máximo desplazamiento positivo.
2. Sus campos de velocidad difieren. El perfil de velocidad en una extrusora de un solo tornillo es relativamente claro y fácil de describir, mientras que la situación en una extrusora de doble tornillo es bastante compleja y difícil de describir. Esto se debe principalmente a la presencia de una zona de engrane en la extrusora de doble husillo. El flujo complejo que se produce en la zona de mallado proporciona a la extrusora de doble tornillo muchas ventajas, como una mezcla suficiente, una transferencia de calor uniforme, una fuerte capacidad de fusión y un buen rendimiento de escape. Sin embargo, es difícil analizar con precisión el estado de flujo de la zona de mallado.