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Principio di funzionamento dell'estrusore bivite

La struttura di un estrusore bivite è abbastanza simile a quella di un estrusore monovite, ma i principi di funzionamento sono significativamente diversi. In un estrusore monovite, il trasporto del materiale si basa sull'attrito e sulla resistenza viscosa del materiale, con conseguente ampia distribuzione del tempo di residenza.

Al contrario, il trasporto materiale in a estrusore bivite dipende da trasporto volumetrico delle viti, portando ad una distribuzione ristretta del tempo di residenza. Le materie prime per l'estrusore bivite vengono alimentate attraverso la porta di alimentazione da un dosatore. Alcuni additivi (come le fibre di vetro) devono essere aggiunti attraverso l'apertura di alimentazione centrale del cilindro e vengono convogliati alla testa della filiera tramite le viti.

In questo processo il movimento del materiale varia a seconda del metodo di impegno della vite e del senso di rotazione. Questo articolo introdurrà le differenze specifiche nei loro principi di funzionamento da questa prospettiva.

Come funziona una macchina con estrusore bivite?

Innanzitutto, prenderemo l'applicazione di estrusori bivite nel campo delle materie plastiche come esempio per descrivere brevemente il principio di funzionamento degli estrusori bivite. Quindi presenteremo specificamente le loro differenze dal punto di vista dei “diversi metodi di ingranamento delle viti e diverse direzioni di rotazione”.

estrusore bivite

Ecco come funziona:

1. Dopo aver avviato l'estrusore bivite, i pellet di plastica o la polvere vengono prima inseriti nelle scanalature della vite attraverso il sistema di alimentazione. Il sistema di alimentazione è generalmente costituito da una porta di alimentazione, un alimentatore, una tramoggia e una coclea di alimentazione. La materia prima plastica viene consegnata uniformemente alla coclea tramite la vibrazione della tramoggia o la rotazione dell'alimentatore.

alimentazione del materiale

2. Una volta che la materia prima plastica entra nel scanalature delle viti, le doppie viti iniziano a ruotare. Controllando il passo e la profondità delle scanalature delle viti, la materia prima plastica viene fatta avanzare dall'estremità anteriore a quella posteriore. Durante questo avanzamento, la plastica la materia prima viene compressa dalla parte esterna della canna e dalle scanalature della vite, generando forza di taglio e attrito. Ciò si traduce in un attrito e un riscaldamento ad alta velocità della materia prima plastica. IL sistema di riscaldamento fornisce energia termica aggiuntiva, sciogliendo gradualmente la materia prima plastica in una sostanza fusa termoplastica.

processo di rotazione della vite

3. Processo di estrusione: Quando la plastica fusa raggiunge un certo livello, entra nella sezione di estrusione del cilindro. Questa sezione è generalmente costituita da scanalature per vite allargate e da una matrice di estrusione. Nella sezione di estrusione, il passo delle gole delle viti diminuisce gradualmente, creando una pressione sempre più elevata, che favorisce ulteriormente la fusione della plastica. La matrice di estrusione, attraverso strutture e canali specifici, modella la plastica fusa nella sezione e lunghezza desiderate. L'uscita di estrusione è solitamente dotata di a sistema di raffreddamento, che raffredda e solidifica rapidamente la plastica fusa.

processo di estrusione

Nel funzionamento di un estrusore bivite, il sistema di controllo gioca un ruolo cruciale. Attraverso il sistema di controllo, parametri quali alimentazione, velocità della vite, temperatura e pressione possono essere monitorati e regolati in tempo reale per garantire la stabilità e la controllabilità del processo di estrusione. Il sistema di controllo può anche regolare la velocità, la temperatura e la forma della vite in base ai requisiti del prodotto per ottenere i risultati di estrusione desiderati.

Le differenze nei principi di funzionamento tra i diversi estrusori bivite

Gli estrusori bivite intrecciati possono formare cavità chiuse o semichiuse, consentendo condizioni di trasporto a spostamento positivo. L'entità del trasporto a spostamento positivo è influenzata dal grado di chiusura.

Che cosa sono le condizioni di trasporto a spostamento positivo?

Le “condizioni di trasporto con spostamento positivo” si riferiscono a una modalità di trasporto del materiale in cui le doppie viti di un estrusore spingono o spostano il materiale in avanti attraverso il cilindro. Questo metodo garantisce che un volume specifico di materiale venga spostato in avanti ad ogni rotazione delle viti, indipendentemente dalla viscosità del materiale o da altre caratteristiche del flusso. Contrasta con i metodi in cui il movimento del materiale dipende da fattori come l'attrito o la gravità, come in alcuni estrusori monovite.

Estrusore bivite corotante intrecciato

  • Il materiale può fluire dalla scanalatura di una vite attraverso lo spazio nella zona di interingranamento nella scanalatura dell'altra vite, formando un flusso rotante forma "8" invertita andando avanti.
  • Le viti ruotano a velocità opposte nel punto di ingranamento, creando un taglio significativo sul materiale e raschiando via qualsiasi accumulo di materiale all'interno delle scanalature, fornendo così una buona miscelazione ed effetti autopulenti.
  • L'azione di taglio sul materiale nel punto di intersezione della vite rinnova continuamente lo strato superficiale del materiale, garantendo eccellenti prestazioni di sfiato e degasaggio.
  • Le due viti compenetranti esercitano un effetto di trasporto forzato sul materiale, permettendo al materiale all'interno delle scanalature di essere trasportato in avanti senza riempire completamente le scanalature. Questa configurazione può bilanciare la pressione nelle zone di ingranamento superiore e inferiore delle viti, garantendo una distribuzione uniforme del carico sui cuscinetti della vite e sul cilindro, consentendo così il funzionamento ad alte velocità.

Di impiegando vari elementi strutturali di miscelazione e taglio, la capacità di miscelazione delle viti può essere migliorata, rendendole ampiamente utilizzate nei processi di composizione dei materiali e di estrusione reattiva.

vari elementi strutturali di miscelazione e taglio

Estrusore bivite controrotante intrecciato

  • Le due viti ruotano in direzioni diverse e il percorso a spirale del materiale in una vite è bloccato dall'altra vite, quindi non è possibile formare un movimento a forma di "8".
  • Nel punto di ingranamento, la filettatura di una vite viene inserita nelle scanalature di un'altra vite, in modo che le scanalature continue della vite siano divise in camere a forma di C isolate l'una dall'altra.
  • Ogni volta che la vite ruota di un cerchio, la camera a forma di C si sposta in avanti di una certa distanza, quindi non esiste un canale continuo per il materiale dalla porta di alimentazione del cilindro alla testa della macchina.

Il materiale che entra nello spazio di ingranamento genera una forza di separazione sulla vite mentre viene schiacciato, provocando la flessione della vite e l'usura del cilindro, chiamata "effetto calandratura“. L'effetto di calandratura provoca una forza irregolare sulla parete della canna e sui cuscinetti, che può facilmente causare usura da pressione locale, quindi può funzionare solo a una velocità inferiore. L'effetto di taglio della miscelazione è debole, con caratteristiche di trasporto positive, e lo è principalmente adatto per l'estrusione di profili.

Estrusore bivite non intrecciato

L'interasse tra le due viti è maggiore della somma dei loro raggio. Il valore pratico risiede negli estrusori bivite controrotanti senza ingranamento. Questi estrusori non possono formare cavità chiuse o semichiuse e mancano di condizioni di trasporto a spostamento positivo. Il trasporto del materiale è simile a quello di un estrusore monovite, la differenza principale è lo scambio di materiale da una vite all'altra.

La capacità di trasporto in avanti è inferiore a quella di un estrusore monovite, mentre le prestazioni di miscelazione inversa sono superiori a quelle di un estrusore monovite. Viene utilizzato principalmente per la composizione e la plastificazione dei polimeri.

Estrusore bivite non intrecciato

Estrusore bivite conico controrotante interingranato

  • L'area della sezione trasversale della vite all'estremità della sezione di dosaggio è ridotta, con conseguente pressione assiale inferiore alla stessa pressione della testa della filiera, riducendo così il carico sui cuscinetti reggispinta.
  • Gli assi delle due viti sono separati nella parte posteriore, consentendo l'installazione di cuscinetti portanti più grandi, in grado di sopportare coppie più elevate e avere una durata maggiore.
  • Il diametro della vite nella sezione di alimentazione è ampio e fornisce un'ampia superficie di riscaldamento utile per la plastificazione. Nella sezione di dosaggio, il diametro della vite è piccolo, il che si traduce in una superficie di riscaldamento più piccola, il che è vantaggioso per ottenere un'estrusione a bassa temperatura.
Estrusore bivite conico controrotante interingranato
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