L'estrusore bivite è il macchinario più comune nell'industria delle materie plastiche modificate, ampiamente utilizzato nell'industria di trasformazione dei polimeri e in altre aree di produzione e lavorazione; la varietà di estrusori bivite può essere suddivisa in due categorie principali di estrusione con e senza aggancio, l'estrusore bivite con aggancio può essere suddiviso in due categorie principali di rotazione isotropa ed eterotropa.

Differenza del principio di funzionamento tra estrusore bivite coassiale ed estrusore monovite

La struttura e il funzionamento dell'estrusore bivite isotropico sono molto simili a quelli dell'estrusore monovite, ma il principio di funzionamento presenta notevoli differenze. Principalmente nei seguenti aspetti:

1. Trasporto forzato. Impegnare la stessa direzione di rotazione della doppia vite, nell'impegno delle due viti in direzione opposta alla velocità di movimento, una vite per tirare il materiale nella fessura della maglia, e l'altra vite per spingere fuori il materiale dalla fessura, il risultato è che il materiale da una fessura della vite ad un'altra fessura della vite, il materiale lungo la vite era “∞” a forma di direzione della testa della macchina per essere forzato a trasportare.
2. Omogeneizzazione e miscelazione. La bivite rotante isotropica nell'innesto della fessura è molto piccola, la velocità dei rebbi della vite e della scanalatura della vite è in direzione opposta, la velocità relativa è grande, quindi l'area di innesto ha una velocità di taglio molto elevata, la forza di taglio è molto grande, l'effetto di miscelazione è di gran lunga migliore rispetto all'estrusore monovite e all'estrusore bivite rotante anisotropico.
3. Autopulizia. L'estrusore bivite rotante isotropo, a causa della velocità di ingaggio dei rebbi della vite e della scanalatura della vite in direzione opposta, ha una velocità di taglio piuttosto elevata, in grado di raschiare qualsiasi accumulo di materiale aderente alla vite, con un ottimo effetto autopulente, in modo che il tempo di permanenza del materiale sia molto breve e non sia facile produrre una degradazione localizzata del deterioramento.
4. Plastificazione dei materiali. La dimensione della fessura della vite ha un grande impatto sulla qualità della plastificazione del materiale. Più piccolo è il gap, maggiore è la forza di taglio, ma la quantità di materiale attraversato diminuisce; più grande è il gap, la quantità di materiale attraversato aumenta, ma la forza di taglio diminuisce.
5. Compressione del materiale. La compressione del materiale da parte dell'estrusore bivite isotropo è molto superiore a quella del metodo, l'effetto complessivo è buono.
6. Metodo di alimentazione. L'estrusore bivite coassiale richiede un'alimentazione quantitativa uniforme e l'uso del metodo di alimentazione a fame dosata.
7. Scarico. In seguito all'alimentazione per inedia, è possibile utilizzare elementi di trasporto con filettatura di grande diametro, in modo che la scanalatura della coclea si trovi allo stato non riempito a pressione zero, così da poter predisporre la sezione di scarico.

Applicazione dell'estrusore bivite

Gli estrusori bivite possono essere suddivisi in bivite anisotropiche e biviti isotropiche in base alla differenza del senso di rotazione delle due viti.

L'estrusore bivite co-rotante a maglie è ampiamente utilizzato nella modifica fisico-chimica della resina della matrice, come il riempimento, il rinforzo, la tempra, l'estrusione per reazione e così via.

Con una varietà di materie prime disperse basate sulla miscelazione si dovrebbe utilizzare un estrusore bivite isotropico, e la figura sopra mostra il vettore velocità della bivite isotropica l'uno nell'altro al contrario, quindi la rotazione isotropica della bivite e la rotazione isotropica della bivite rispetto all'effetto di taglio della sua molto più grande, inadatto per la miscelazione e lo stampaggio del PVC.

Il riempitivo comunemente utilizzato nelle materie plastiche miscelate è il carbonato di calcio in polvere, il talco, il biossido di titanio, la quantità generale di riempitivo da 30% a 60%, il masterbatch di riempimento fino a 80%. Poiché il riempitivo in polvere contiene una grande quantità di aria, nell'area di impasto della vite l'aria di miscelazione sarà separata, con conseguente flusso inverso dei materiali nella scanalatura della vite, che influisce sul trasporto positivo della polvere e, in ultima analisi, riduce la quantità di estrusione.

Esempi di applicazione dell'estrusore bivite: granulazione rinforzata con fibra di vetro e ritardante di combustibile (come PA6, PA66, PET, PBT, PP, PC con ritardante di fiamma potenziato, ecc.); granulazione ad alto riempimento (come PE, PP riempito con 75% CaCO3.); pellettizzazione di materiali sensibili al calore (come PVC, materiali per cavi XLPE); masterbatch di colore spesso (come 50% riempito con polvere pigmentata); masterbatch antistatico, leghe, colore, granulazione a basso riempimento; materiali per cavi; materiali per cavi; materiali per cavi; materiali per cavi. Granulazione di riempimento in co-miscelazione; granulazione di materiali per cavi (come materiale per guaine, materiale isolante); granulazione di materiali per tubi XLPE (come masterbatch per la reticolazione ad acqua calda); miscelazione ed estrusione di materie plastiche termoindurenti (come resine fenoliche, resine epossidiche, rivestimenti in polvere); adesivo a caldo, granulazione per estrusione di reazioni PU (come adesivo a caldo EVA, poliuretano); resine K, granulazione per de-volatilizzazione SBS e così via.

Vantaggi e svantaggi

A causa della complessità della progettazione strutturale e della lavorazione dell'estrusore bivite, lo sviluppo teorico non è perfetto, ma la progettazione combinata dell'estrusore bivite isotropico può essere organizzata e combinata con una varietà di forme geometriche degli elementi filettati e degli elementi della canna, e in base all'esperienza teorico-pratica, in modo da poter essere ottimizzata per i diversi requisiti di miscelazione per adattarsi alle esigenze delle diverse formule di processo, il che rende l'estrusore bivite isotropico ha una fortissima adattabilità. Soprattutto nei seguenti aspetti:

1. prestazioni di miscelazione: le due viti si innestano l'una con l'altra e possono essere aggiunte in base alle esigenze di una varietà di elementi filettati, come elementi anti-filettatura, elementi a disco coinvolgenti, elementi a disco dentati, ecc. per regolare con precisione il taglio/miscelazione, in modo da controllare efficacemente l'intensità e la qualità della miscelazione (sia che si tratti di miscelazione distribuita o dispersa). Questo è un estrusore monovite che non può essere raggiunto.
2. Flessibilità di lavorazione: l'estrusore bivite co-rotante adotta solitamente l'alimentazione a fame dosata, la produzione dipende dalla quantità di alimentazione, indipendente dalla velocità della vite, è una variabile controllabile in modo indipendente e quindi può essere gestita in modo flessibile in una macchina con una varietà di funzioni di lavorazione, come la fusione, la miscelazione, lo scarico, la reazione e così via.
3. Controllabilità dei parametri di processo: Grazie alla distribuzione ristretta del tempo di permanenza, al migliore trasferimento di calore per convezione e al profilo di temperatura controllato con precisione, l'estrusore bivite coassiale può ottenere una migliore storia taglio-tempo-temperatura nell'estrusione e immettere energia meccanica in un intervallo più ampio, in modo da ottenere una migliore stabilità della qualità del prodotto.
4. Maggiore efficienza del processo produttivo: l'azione di trasporto a spostamento positivo della coclea può gestire una maggiore varietà di materie prime e formulazioni miste con tempi di fermo ridotti.
5. Maggiore economia: grazie all'elevata flessibilità del processo e alla produttività, è possibile produrre una gamma più ampia di prodotti finali con un elevato grado di costanza nella qualità del prodotto e l'usura della vite può essere compensata dalla regolazione della velocità della vite.

Principali differenze tra un estrusore bivite anisotropo e un estrusore monovite

Qual è il principio di funzionamento di un estrusore bivite anisotropo?

In un estrusore bivite anisotropo, il materiale viene trasportato con uno spostamento positivo simile a quello di una pompa a ingranaggi. L'estrusore bivite anisotropico ha una bassa velocità di rotazione, una bassa generazione di calore di taglio del materiale e il materiale non è facile da decomporre, quindi non richiede un'elevata stabilità termica del materiale ed è particolarmente adatto per lo stampaggio e la lavorazione di materiali sensibili al calore (ad esempio, il PVC). Rispetto all'estrusore bivite isotropo, l'estrusore bivite isotropo ha una maggiore efficienza di trasporto, un migliore effetto di scarico e un migliore effetto di fusione, anche se l'effetto di dispersione e miscelazione del materiale è inferiore a quello dell'estrusore bivite isotropo, ma la capacità di stabilire una pressione stabile nella testa è più forte e quindi è più adatto per estrudere direttamente i prodotti. Inoltre, l'utilizzo di un estrusore bivite anisotropo al posto di un estrusore monovite, consente di eliminare il processo di preplastificazione e granulazione e di estrudere direttamente la polvere di PVC, riducendo così il costo dei prodotti. L'estrusore rotativo anisotropo a doppia vite è utilizzato principalmente per l'estrusione di tubi in PVC. Profili, lastre e pellettizzazione. L'estrusore bivite anisotropo parallelo ha iniziato a essere utilizzato anche nella linea di produzione di tubi HDHDPE su larga scala.

L'estrusore bivite conico anisotropo è tradizionalmente utilizzato per l'estrusione di prodotti in PVC, ma negli ultimi anni ci sono stati esempi nazionali di applicazione dell'estrusore bivite conico anisotropo all'estrusione di tubi in poliolefina e la pratica ha dimostrato che ha avuto un grande successo. Lo scopo di questa pratica è il risparmio energetico. Un estrusore bivite conico da 65 corpi 132um, la potenza del motore di azionamento è di soli 37kW, nell'estrusione di tubi in polietilene, le specifiche del tubo e la produzione possono essere equivalenti a un estrusore monovite da 75mm o addirittura 80mm, e generalmente un estrusore monovite da 75mm o 80mm, la potenza di azionamento minima è di 90kW. i paesi stranieri hanno già un'esperienza matura nell'estrusione di prodotti bivite anisotropi paralleli già pronti. I Paesi esteri hanno già un'esperienza matura nell'estrusione di prodotti con estrusore bivite anisotropo parallelo, l'alternativa nazionale all'uso dell'estrusore bivite conico anisotropo infatti, o per la considerazione del costo dell'attrezzatura, i costi di produzione dell'estrusore bivite anisotropo parallelo sono superiori a quelli dell'estrusore bivite conico anisotropo.

Questo metodo di utilizzo non è certo un'alternativa semplice; del resto, le prestazioni del flusso di fusione del polietilene e del PVC presentano evidenti differenze, per cui per l'estrusione di prodotti in PVC con l'estrusore bivite conico anisotropo è necessario riprogettare la vite che può essere utilizzata per l'estrusione del polietilene; anche la testa deve essere modificata di conseguenza. Negli ultimi anni, alcuni hanno cercato di estrudere prodotti con estrusori bivite isotropi (compresi i bivite conici e i bivite piatti) e sono stati fatti alcuni progressi, ma ritengo che dal punto di vista del risparmio energetico non ci sia una grande differenza tra bivite isotropa e anisotropa, e che sia più difficile per l'estrusore bivite isotropo stabilire una pressione stabile della testa, che non è così facile come adottare direttamente la bivite anisotropa.

Le principali differenze tra l'estrusore bivite anisotropo e l'estrusore monovite sono i due punti seguenti:

1. I loro meccanismi di trasporto differiscono. Il trasporto del materiale in un estrusore monovite è un flusso di tipo trascinato. I solidi sono trasportati per attrito, mentre i fusi sono trasportati per attrito viscoso. Il coefficiente di attrito tra il materiale solido e la superficie metallica e la viscosità della massa fusa determinano in larga misura la capacità di trasporto di un estrusore monovite. In un estrusore bivite controrotante, il materiale viene trasportato per spostamento positivo. Quando le viti ruotano, il materiale viene spinto con forza in avanti dai filetti che si intrecciano. La capacità di trasporto per spostamento positivo dipende dalla vicinanza tra la corsa di una vite e quella dell'altra. Gli estrusori bivite a maglie strette e controrotanti raggiungono il massimo spostamento positivo.
2. I loro campi di velocità differiscono. Il profilo di velocità in un estrusore monovite è relativamente chiaro e facile da descrivere, mentre la situazione in un estrusore bivite è piuttosto complessa e difficile da descrivere. Ciò è dovuto principalmente alla presenza di una zona di ingranamento nell'estrusore bivite. Il flusso complesso che si verifica nella zona di ingranamento conferisce all'estrusore bivite molti vantaggi, come una miscelazione sufficiente, un trasferimento di calore uniforme, una forte capacità di fusione e buone prestazioni di scarico. Tuttavia, è difficile analizzare con precisione lo stato del flusso della zona di ingranamento.