ความแตกต่างระหว่างเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่และเครื่องอัดรีดแบบสกรูเดี่ยวในกระบวนการผลิต PVC

เครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่เป็นเครื่องจักรที่พบมากที่สุดในอุตสาหกรรมพลาสติกดัดแปลง ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมแปรรูปโพลีเมอร์ และพื้นที่การผลิตและการแปรรูปอื่น ๆ เครื่องอัดรีดสกรูคู่แบบต่างๆ สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทหลักๆ คือ แบบมีส่วนร่วมและไม่มีส่วนร่วม เครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่แบบมีส่วนร่วมสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทหลักๆ คือ การหมุนแบบไอโซทรอปิกและแบบเฮเทอโรโทรปิก

ความแตกต่างในหลักการทำงานระหว่างเครื่องอัดรีดสกรูคู่โคแอกเซียลและเครื่องอัดรีดแบบสกรูเดี่ยว

โครงสร้างและหน้าที่ของเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่แบบไอโซโทรปิกนั้นคล้ายคลึงกับเครื่องอัดรีดแบบสกรูเดี่ยวมาก แต่หลักการทำงานมีความแตกต่างกันมาก ส่วนใหญ่ในด้านต่อไปนี้:

1. การบังคับขนส่ง ให้สกรูคู่หมุนไปในทิศทางเดียวกัน โดยให้สกรู 2 ตัวหมุนไปในทิศทางตรงกันข้ามกับความเร็วในการเคลื่อนที่ สกรูเพื่อดึงวัสดุเข้าไปในช่องว่างตาข่าย และสกรูอีกตัวหนึ่งเพื่อดันวัสดุออกจากช่องว่าง ผลก็คือ วัสดุจากช่องสกรูด้านหนึ่งไปยังอีกช่องของสกรู วัสดุตามสกรูมีรูปทรง “∞” ตามทิศทางของหัวเครื่องจักรที่จะบังคับขนย้าย
2. การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันและการผสม สกรูคู่หมุนไอโซทรอปิกในการหมั้นที่ช่องว่างมีขนาดเล็กมาก ง่ามสกรูและความเร็วร่องสกรูไปในทิศทางตรงกันข้าม ความเร็วสัมพัทธ์มีขนาดใหญ่ ดังนั้นพื้นที่หมั้นจึงมีความเร็วเฉือนสูงมาก แรงเฉือนมีขนาดใหญ่มาก ผลการผสมจะดีกว่าเครื่องอัดรีดแบบสกรูเดี่ยวและเครื่องอัดรีดสกรูคู่หมุนแบบแอนไอโซทรอปิก
3. ทำความสะอาดตัวเอง เครื่องอัดรีดสกรูคู่แบบหมุนไอโซทรอปิก เนื่องจากง่ามสกรูโซนหมั้นและความเร็วร่องสกรูในทิศทางตรงกันข้าม ความเร็วสัมพัทธ์มีขนาดใหญ่ ดังนั้นจึงมีความเร็วเฉือนค่อนข้างสูง สามารถขูดวัสดุที่สะสมอยู่ออกไปที่ยึดติดกับสกรูได้ มีผลในการทำความสะอาดตัวเองที่ดีมาก เพื่อให้เวลาที่อยู่อาศัยของวัสดุสั้นมากและไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะทำให้เกิดการย่อยสลายของการเสื่อมสภาพเฉพาะที่
4. การทำให้เป็นพลาสติกของวัสดุ ขนาดของช่องว่างของสกรูมีผลกระทบอย่างมากต่อคุณภาพของการทำให้เป็นพลาสติกของวัสดุ ยิ่งช่องว่างเล็กลง แรงเฉือนก็จะมากขึ้น แต่ปริมาณของวัสดุจะลดลง ยิ่งช่องว่างใหญ่ขึ้น ปริมาณของวัสดุจะเพิ่มขึ้น แต่แรงเฉือนจะลดลง
5. การบีบอัดวัสดุ การบีบอัดวัสดุอัดรีดแบบสกรูคู่แบบไอโซทรอปิกมีมากกว่าวิธีการมาก ให้ผลที่ครอบคลุมดี
6. วิธีการชาร์จ เครื่องอัดรีดสกรูคู่โคแอกเชียลต้องใช้การป้อนปริมาณสม่ำเสมอ โดยใช้วิธีป้อนปริมาณความหิวโหย
7. ไอเสีย. เนื่องจากการให้อาหารที่อดอยาก คุณสามารถใช้องค์ประกอบการลำเลียงด้ายตะกั่วขนาดใหญ่ เพื่อให้ร่องสกรูอยู่ในสถานะไม่บรรจุที่สถานะแรงดันเป็นศูนย์ เพื่อให้คุณสามารถกำหนดส่วนไอเสียได้

การใช้เครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่

เครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่สามารถแบ่งออกเป็นสกรูคู่แบบแอนไอโซทรอปิกและสกรูคู่แบบไอโซโทรปิกตามความแตกต่างของทิศทางการหมุนของสกรูสองตัว

เครื่องอัดรีดสกรูคู่แบบหมุนร่วมแบบ meshing ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการปรับเปลี่ยนทางเคมีฟิสิกส์ของเมทริกซ์เรซิน เช่น การเติม การเสริมแรง การแข็งตัว การอัดขึ้นรูปด้วยปฏิกิริยา และอื่น ๆ

ด้วยความหลากหลายของวัตถุดิบที่กระจายตัวตามการผสมควรใช้เครื่องอัดรีดสกรูคู่แบบไอโซโทรปิก และรูปด้านบนแสดงเวกเตอร์ความเร็วของสกรูคู่แบบไอโซโทรปิกเข้าหากันในแบบย้อนกลับ ดังนั้นการหมุนแบบไอโซทรอปิกของสกรูคู่และการหมุนแบบไอโซโทรปิกของสกรูคู่เมื่อเทียบกับผลแรงเฉือนที่ใหญ่กว่ามาก ซึ่งไม่เหมาะสมสำหรับการผสมและการขึ้นรูปพีวีซี

ที่ใช้กันทั่วไปในพลาสติกตัวเติมแบบผสมคือผงแคลเซียมคาร์บอเนต แป้งฝุ่น ไททาเนียมไดออกไซด์ ปริมาณตัวเติมทั่วไป 30% ถึง 60% มาสเตอร์แบทช์ตัวเติมสูงถึง 80% เนื่องจากตัวเติมแบบผงประกอบด้วยอากาศจำนวนมาก ในพื้นที่นวดสกรูของอากาศผสมจะถูกแยกออก ส่งผลให้วัสดุไหลย้อนกลับเข้าไปในร่องสกรู ส่งผลต่อการลำเลียงเชิงบวกของผง และลดปริมาณการอัดขึ้นรูปในที่สุด

ตัวอย่างการใช้งานของเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่: เสริมใยแก้ว, เม็ดหน่วงเชื้อเพลิง (เช่น PA6, PA66, PET, PBT, PP, สารหน่วงไฟที่เสริมด้วย PC ฯลฯ ); เม็ดฟิลเลอร์สูง (เช่น PE, PP ที่เต็มไปด้วย CaCO3 75%) การอัดเป็นก้อนวัสดุที่ไวต่อความร้อน (เช่น PVC, วัสดุสายเคเบิล XLPE); มาสเตอร์แบทช์สีหนา (เช่น 50% ที่เต็มไปด้วยผงเม็ดสี) มาสเตอร์แบทช์ป้องกันไฟฟ้าสถิต, โลหะผสม, สี, เม็ดผสมฟิลเลอร์ต่ำ; วัสดุสายเคเบิล วัสดุสายเคเบิล วัสดุสายเคเบิล วัสดุสายเคเบิล เติมเม็ดผสมร่วม การทำเม็ดวัสดุสายเคเบิล (เช่น วัสดุเปลือก วัสดุฉนวน) เม็ดวัสดุท่อ XLPE (เช่นมาสเตอร์แบทช์สำหรับการเชื่อมโยงข้ามน้ำร้อน) การผสมและการอัดขึ้นรูปพลาสติกแบบเทอร์โมเซตติง (เช่น ฟีนอลเรซิน, อีพอกซีเรซิน, การเคลือบผง); กาวร้อนละลาย, เม็ดอัดขึ้นรูปปฏิกิริยา PU (เช่นกาวร้อนละลาย EVA, ยูรีเทน); K เรซิน, SBS de-volatilization granulation และอื่นๆ

ข้อดีและข้อเสีย

เนื่องจากความซับซ้อนของการออกแบบโครงสร้างและการประมวลผลของเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่ การพัฒนาทางทฤษฎีจึงไม่สมบูรณ์แบบ แต่การออกแบบที่รวมกันของเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่แบบไอโซโทรปิกสามารถจัดเรียงและรวมกับรูปทรงเรขาคณิตที่หลากหลายขององค์ประกอบเกลียวและองค์ประกอบบาร์เรล และตามประสบการณ์ - การตรวจสอบทางทฤษฎี - การปฏิบัติ - เพื่อให้สามารถปรับให้เหมาะสมสำหรับความต้องการการผสมที่แตกต่างกันเพื่อปรับให้เข้ากับความต้องการของสูตรกระบวนการที่แตกต่างกัน ซึ่งทำให้ไอโซโทรปิก เครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่มีความสามารถในการปรับตัวที่แข็งแกร่งมาก ส่วนใหญ่ในด้านต่อไปนี้:

1. ประสิทธิภาพในการผสม: เนื่องจากสกรูสองตัวประกบกัน และสามารถเพิ่มได้ตามความต้องการสำหรับองค์ประกอบเกลียวต่างๆ เช่น องค์ประกอบป้องกันการเกลียว องค์ประกอบจานมีส่วนร่วม องค์ประกอบจานฟัน ฯลฯ เพื่อควบคุมแรงเฉือน/การผสมอย่างแม่นยำ เพื่อให้สามารถควบคุมความเข้มและคุณภาพของการผสม (ไม่ว่าจะผสมแบบกระจายหรือกระจายตัว) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ นี่คือเครื่องอัดรีดแบบสกรูเดี่ยวไม่สามารถเข้าถึงได้
2. ความยืดหยุ่นในการประมวลผล: เครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่แบบหมุนร่วมมักจะใช้การป้อนตามความหิวของระบบสูบจ่าย ผลลัพธ์ที่ได้ขึ้นอยู่กับปริมาณการป้อน โดยไม่ขึ้นกับความเร็วของสกรู เป็นตัวแปรที่ควบคุมได้อย่างอิสระ จึงสามารถจัดการได้อย่างยืดหยุ่นในเครื่องจักรที่มีฟังก์ชันการประมวลผลที่หลากหลาย เช่น การหลอม การผสม การหมดแรง การทำปฏิกิริยา และอื่นๆ
3. การควบคุมพารามิเตอร์กระบวนการ: ด้วยการกระจายเวลาที่อยู่อาศัยที่แคบ การถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนที่ดีขึ้น และโปรไฟล์อุณหภูมิที่ควบคุมได้อย่างแม่นยำ เครื่องอัดรีดสกรูคู่แบบโคแอกเซียลสามารถรับประวัติอุณหภูมิเวลาเฉือนที่ดีขึ้นในการอัดขึ้นรูป และป้อนพลังงานกลในช่วงที่กว้างขึ้น เพื่อให้มีเสถียรภาพในคุณภาพผลิตภัณฑ์ที่ดีขึ้น
4. กระบวนการผลิตที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น: การลำเลียงการเคลื่อนที่เชิงบวกของสกรูสามารถรองรับวัตถุดิบและสูตรผสมได้หลากหลายมากขึ้นโดยมีเวลาหยุดทำงานสั้นลง
5. ความประหยัดที่สูงขึ้น: เนื่องจากความยืดหยุ่นของกระบวนการและความสามารถในการผลิตสูง ทำให้สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายได้หลากหลายขึ้นโดยมีความสม่ำเสมอในคุณภาพของผลิตภัณฑ์ในระดับสูง และการสึกหรอของสกรูสามารถชดเชยได้ด้วยการปรับความเร็วของสกรู

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่แบบแอนไอโซทรอปิกและเครื่องอัดรีดแบบสกรูเดี่ยว

หลักการป้อนข้อมูลของเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่แบบแอนไอโซทรอปิกคืออะไร?

ในเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่แบบแอนไอโซทรอปิก วัสดุจะถูกลำเลียงโดยมีการเคลื่อนที่เชิงบวกคล้ายกับการเคลื่อนที่ในปั๊มเกียร์ เครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่แบบแอนไอโซทรอปิกมีความเร็วการหมุนต่ำ การสร้างความร้อนเฉือนต่ำของวัสดุ และวัสดุนั้นไม่สลายตัวง่าย ดังนั้นจึงไม่ต้องการความเสถียรทางความร้อนสูงของวัสดุ และเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการขึ้นรูปและการแปรรูปวัสดุที่ไวต่อความร้อน (เช่น PVC) เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่แบบไอโซทรอปิก เครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่แบบไอโซโทรปิกมีประสิทธิภาพในการลำเลียงที่สูงกว่า ผลกระทบจากไอเสียและเอฟเฟกต์การหลอมที่ดีกว่า แม้ว่าการกระจายตัวของวัสดุและเอฟเฟกต์การผสมจะแย่กว่าเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่แบบไอโซโทรปิก แต่ความสามารถในการสร้างแรงดันที่มั่นคงในส่วนหัวนั้นแข็งแกร่งกว่า และดังนั้นจึงเหมาะสำหรับการอัดขึ้นรูปผลิตภัณฑ์โดยตรง นอกเหนือจากการใช้เครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่แบบแอนไอโซทรอปิกแทนเครื่องอัดรีดแบบสกรูเดี่ยวแล้ว คุณสามารถกำจัดกระบวนการทำเม็ดพลาสติกก่อนการทำให้เป็นพลาสติก การอัดขึ้นรูปโดยตรงของผงพีวีซี เพื่อลดต้นทุนของผลิตภัณฑ์ เครื่องอัดรีดสกรูคู่แบบหมุนแบบแอนไอโซทรอปิกส่วนใหญ่ใช้สำหรับการอัดท่อพีวีซี โปรไฟล์ แผ่น และการอัดเป็นก้อน เครื่องอัดรีดสกรูคู่แบบแอนไอโซทรอปิกแบบขนานได้เริ่มนำมาใช้ในสายการผลิตท่อ HDHDPE ขนาดใหญ่แล้ว

เครื่องอัดรีดสกรูคู่ทรงกรวยแบบแอนไอโซทรอปิกถูกนำมาใช้แบบดั้งเดิมในการอัดขึ้นรูปผลิตภัณฑ์พีวีซี แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีตัวอย่างในประเทศของการใช้เครื่องอัดรีดสกรูคู่ทรงกรวยแบบแอนไอโซทรอปิกกับการอัดรีดท่อโพลีโอเลฟินส์ และการปฏิบัติได้แสดงให้เห็นว่าประสบความสำเร็จอย่างมาก จุดประสงค์ของการปฏิบัตินี้คือเพื่อประหยัดพลังงาน เครื่องอัดรีดสกรูคู่ทรงกรวยขนาด 65 ตัวขนาด 132umum กำลังมอเตอร์ขับเคลื่อนเพียง 37kW ในการอัดขึ้นรูปท่อโพลีเอทิลีน ข้อกำหนดของท่อและเอาต์พุตสามารถเทียบเท่ากับเครื่องอัดรีดแบบสกรูเดี่ยวขนาด 75 มม. หรือ 80 มม. และโดยทั่วไปเครื่องอัดรีดแบบสกรูเดี่ยวขนาด 75 มม. หรือ 80 มม. กำลังขับอย่างน้อยคือ 90kW ต่างประเทศมีผลิตภัณฑ์อัดรีดสกรูคู่แบบแอนไอโซโทรปิกแบบขนานสำเร็จรูปที่ครบกำหนดแล้ว ต่างประเทศมีประสบการณ์ในการอัดรีดผลิตภัณฑ์ด้วยเครื่องอัดรีดสกรูคู่แอนไอโซทรอปิกแบบขนาน ซึ่งเป็นทางเลือกในประเทศในการใช้เครื่องอัดรีดสกรูคู่ทรงกรวยแอนไอโซทรอปิกในความเป็นจริง หรือสำหรับการพิจารณาต้นทุนของอุปกรณ์ ต้นทุนการผลิตเครื่องอัดรีดสกรูคู่แอนไอโซทรอปิกแบบขนานนั้นสูงกว่าเครื่องอัดรีดสกรูคู่ทรงกรวยแอนไอโซทรอปิก

วิธีการใช้นี้ไม่ใช่ทางเลือกที่ง่ายอย่างแน่นอน เพราะประสิทธิภาพการหลอมโพลีเอทิลีนและการไหลของการหลอมละลายของ PVC มีความแตกต่างอย่างเห็นได้ชัด ดังนั้นสำหรับการอัดขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ PVC สำหรับเครื่องอัดรีดสกรูคู่ทรงกรวยแบบแอนไอโซทรอปิก ความจำเป็นในการออกแบบสกรูใหม่สามารถใช้สำหรับการอัดขึ้นรูปโพลีเอทิลีนได้ และควรปรับเปลี่ยนศีรษะให้เหมาะสมด้วย ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา บางคนพยายามอัดรีดผลิตภัณฑ์ด้วยเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่แบบไอโซทรอปิก (รวมถึงแฝดทรงกรวยและแฝดแบบแบน) และมีความคืบหน้าบางประการ แต่ฉันคิดว่าจากมุมมองของการประหยัดพลังงาน ไม่มีความแตกต่างอย่างมากระหว่างสกรูคู่แบบไอโซทรอปิกและแบบแอนไอโซทรอปิก และเป็นเรื่องยากมากขึ้นสำหรับเครื่องอัดรีดสกรูคู่แบบไอโซทรอปิกในการสร้างแรงดันที่มั่นคงของส่วนหัว ซึ่งไม่ใช่เรื่องง่ายเหมือนกับการใช้สกรูคู่แบบแอนไอโซทรอปิกโดยตรง

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่แบบแอนไอโซทรอปิกและเครื่องอัดรีดแบบสกรูเดี่ยวคือสองจุดต่อไปนี้:

1. กลไกการลำเลียงต่างกัน การลำเลียงวัสดุในเครื่องอัดรีดแบบสกรูเดี่ยวเป็นแบบการไหลแบบลาก ของแข็งถูกลำเลียงโดยการลากแบบเสียดทาน ในขณะที่ของละลายถูกลำเลียงโดยการลากแบบหนืด ค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีระหว่างวัสดุแข็งและพื้นผิวโลหะ รวมถึงความหนืดของการหลอม ส่วนใหญ่จะเป็นตัวกำหนดความสามารถในการลำเลียงของเครื่องอัดรีดแบบสกรูเดี่ยว ในเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่หมุนสวนทาง วัสดุจะถูกลำเลียงโดยการแทนที่เชิงบวก ในขณะที่สกรูหมุน วัสดุจะถูกบังคับให้เคลื่อนไปข้างหน้าด้วยเกลียวที่พันกัน ความสามารถในการลำเลียงแบบแทนที่เชิงบวกนั้นขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างสกรูตัวหนึ่งกับการเคลื่อนที่ของอีกตัวหนึ่ง เครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่ที่หมุนสวนทางกันและมีตาข่ายแน่นหนาช่วยให้เกิดการกระจัดที่เป็นบวกสูงสุด
2. สนามความเร็วต่างกัน โปรไฟล์ความเร็วในเครื่องอัดรีดแบบสกรูเดี่ยวค่อนข้างชัดเจนและอธิบายได้ง่าย ในขณะที่สถานการณ์ในเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่นั้นค่อนข้างซับซ้อนและอธิบายได้ยาก สาเหตุหลักมาจากการมีโซนตาข่ายในเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่ การไหลที่ซับซ้อนที่เกิดขึ้นในบริเวณตาข่ายทำให้เครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่มีข้อดีหลายประการ เช่น การผสมที่เพียงพอ การถ่ายเทความร้อนที่สม่ำเสมอ ความสามารถในการหลอมละลายที่แข็งแกร่ง และประสิทธิภาพไอเสียที่ดี อย่างไรก็ตาม เป็นการยากที่จะวิเคราะห์สถานะการไหลของโซนตาข่ายได้อย่างแม่นยำ