هندسه بشکه پیچ دوقلو مخروطی چه تاثیری بر اختلاط و همگن شدن مواد دارد؟

هندسه بشکه پیچ دوقلو مخروطی نقش مهمی در اختلاط و همگن سازی مواد از چند جهت ایفا می کند:

عمق و عرض کانال: ابعاد کانال‌های بین پروازهای پیچ، تعیین‌کننده‌های حیاتی نرخ برش تجربه‌شده توسط مواد هستند. کانال‌های باریک نرخ برش را افزایش می‌دهند و باعث اختلاط و پراکندگی شدیدتر می‌شوند. این اثر مخصوصاً برای مواد چسبناک یا آنهایی که حاوی مواد افزودنی یا پرکننده‌هایی هستند که تمایل به تجمع دارند بسیار مهم است. هندسه باید به خوبی تنظیم شود تا ابعاد کانال را متعادل کند تا به سطح مطلوب برش بدون ایجاد فشار زیاد یا تخریب مواد دست یابد.

گام پیچ: گام پیچ بر حرکت محوری مواد در امتداد بشکه نظارت می کند و عمیقاً بر سینتیک اختلاط تأثیر می گذارد. گام محکم‌تر، تعداد رویدادهای برشی را که مواد در واحد طول تجربه می‌کنند، افزایش می‌دهد و باعث اختلاط کامل‌تر می‌شود. با این حال، گام های بیش از حد سفت می تواند منجر به افزایش گرمایش اصطکاکی و تنش برشی شود که به طور بالقوه یکپارچگی مواد را به خطر می اندازد یا باعث تخریب مذاب می شود. انتخاب گام بهینه شامل درک دقیقی از رئولوژی مواد، شرایط پردازش و اهداف اختلاط مورد نظر است که اغلب با آزمایش تجربی و تجزیه و تحلیل رئولوژیکی مشخص می شود.

پیکربندی پیچ: ترکیب استراتژیک عناصر اختلاط مختلف در امتداد پروازهای پیچ، مکانیسم های مختلف اختلاط را تسهیل می کند و راندمان اختلاط کلی را افزایش می دهد. بلوک های خمیری نیروهای برشی و کششی شدید را القا می کنند و باعث اختلاط توزیعی و پراکنده می شوند. عناصر معکوس الگوهای جریان مواد را مختل می کنند و اختلاط توزیعی را با ارتقای تماس سطحی بین لایه های مواد افزایش می دهند. عناصر اختلاط توزیعی الگوهای جریان آشفته ایجاد می کنند، سطح سطحی را به حداکثر می رساند و اختلاط کامل را ترویج می کند.

مخروطی بشکه: زاویه مخروطی بشکه دو پیچ مخروطی به طور قابل توجهی بر زمان ماندن مواد و رفتار جریان تأثیر می گذارد. یک مخروطی تندتر با کاهش سطح مقطع موجود برای جریان مواد، زمان ماند را افزایش می‌دهد و باعث اختلاط و تعامل گسترده‌تر بین مواد می‌شود. با این حال، شیب‌های مخروطی بیش از حد ممکن است منجر به راکد شدن مواد یا توزیع نابرابر جریان شود که نیاز به بهینه‌سازی دقیق برای متعادل کردن راندمان اختلاط و توان عملیاتی مواد دارد.

کنترل دما: مکانیسم‌های کنترل دما دقیق که در بشکه ادغام شده‌اند، نقش مهمی در تنظیم ویسکوزیته و رفتار جریان دارند و در نتیجه بر راندمان اختلاط تأثیر می‌گذارند. عناصر گرمایش ذوب و کاهش ویسکوزیته مواد را تسهیل می کنند و جریان و پراکندگی را به ویژه برای مواد ترموپلاستیک افزایش می دهند. برعکس، عناصر خنک کننده از گرمای بیش از حد و تخریب مواد جلوگیری می کنند و در عین حال دمای پردازش مطلوب را حفظ می کنند، که برای مواد حساس به حرارت یا فرمولاسیون های واکنشی بسیار مهم است. سیستم‌های کنترل دما پیشرفته، مانند کنترل‌کننده‌های PID (Proportional-Integral-Derivative) و آرایه‌های ترموکوپل، تنظیم دقیق پروفیل‌های دمای بشکه، بهینه‌سازی عملکرد اختلاط و تضمین کیفیت محصول ثابت را امکان‌پذیر می‌سازند.

طول بشکه: طول بشکه مستقیماً بر زمان ماندگاری مواد و تعداد مراحل اختلاط در منطقه پردازش تأثیر می‌گذارد. بشکه های بلندتر زمان ماندگاری و فرصت های اضافی برای اختلاط را فراهم می کند و مراحل پردازش متوالی مانند پیش اختلاط، پراکندگی و همگن سازی نهایی را تسهیل می کند. با این حال، طول بیش از حد بشکه ممکن است منجر به مصرف انرژی غیر ضروری و مسائل توزیع زمان اقامت شود که نیاز به بررسی دقیق اهداف پردازش و ویژگی‌های مواد دارد.

پیچ مخروطی دو بشکه ای
Conical twin barrel screw