Pwosesis la extrusion polymère reprezante youn nan operasyon ki pi fondamantal nan manifakti plastik modèn, k ap sèvi kòm zo rèl do a pou pwodwi yon etalaj vas nan pwodwi plastik ki fòme lavi chak jou nou an. Pami divès kalite teknoloji yo extrusion ki disponib, jimo - vis èkstruders te parèt kòm machin patikilyèman versatile ak efikas, ofri kapasite siperyè melanje ak kontwòl egzak sou kondisyon pwosesis materyèl.
Analiz konplè sa a eksplore prensip k ap travay yo, mekanism yo, ak pwogrè teknolojik nan sistèm jimo - vis vis, ak anfaz patikilye sou tou de ko - wotasyon ak vann san preskripsyon - wotasyon konfigirasyon.
Kontrèman ak sèl - vis èkstrudeur, jimo - machin vis tipikman anplwaye sistèm manje mesuré ak enkòpore desen sofistike vantilasyon yo retire volatil pandan pwosesis. Premye etap fondamantal yo gen ladan solid transmèt, k ap fonn ak melanje, mesure, ak jenerasyon presyon, chak jwe yon wòl enpòtan anpil nan detèmine bon jan kalite a ak konsistans nan pwodwi a sòti.
Kle avantaj nan jimo - vis èkstrudeur
Youn nan avantaj ki pi enpòtan nan jimo - èkstruders vis nan pwosesis la èkstruzyon polymère manti nan distribisyon pi etwat yo rezidans tan konpare ak yon sèl - sistèm vis. Sa a karakteristik tij soti nan pwòp tèt ou - kapasite eswiyan nannan nan jimo - desen vis ak deplasman pozitif yo transmèt kapasite, ki fondamantalman diferan de mekanis nan transpò piman friksyon yo te jwenn nan - vis vis. Pandan operasyon an, pifò chanèl vis nan jimo - sistèm vis opere nan yon eta ki pasyèlman plen, ki mennen ale nan distenk solid transmèt ak mekanis k ap fonn ki mete yo apa de {- tokay vis yo.
Counter - Wotasyon Twin - Mekanism vis
Counter - wotasyon jimo - vis extruders briye kòm ponp deplasman pozitif, ki kapab reyalize tou de fonksyon fèmen lateral ak Longitudinal. Mekanis nan transpò materyèl enplike nan jwen materyèl polymère nan separe C - chanm ki gen fòm, jan sa ilistre nan divès etid teknik. Lè vis yo ranpli yon wotasyon, chak C - ki gen fòm pwogrè chanm pa yon longè ton nan direksyon mouri a, efektivman transmèt materyèl la pi devan. Sa a kontwòl egzak sou mouvman materyèl fè kontwa - sistèm wotasyon patikilyèman apwopriye pou aplikasyon pou ki mande ki konsistan pwodiksyon ak pulsasyon minim.
Nan kontwa deyò - wotasyon jimo {{1} Materyèl yo fasilman desine nan diferans ki pa melanje, kote yo fè eksperyans aksyon fanm k'ap pile ak woule menm jan ak sa yo ki nan operasyon calendering. Sa a "efè calendering" se yon karakteristik diferan nan jimo - sistèm vis, kontribiye anpil nan kapasite siperyè yo melanje ak omojènizasyon.
"Mekanis nan k ap fonn nan kontwa - wotasyon jimo - Extruders vis diferan fondamantalman soti nan yon sèl - vis sistèm, ak rejyon an intermeshing kreye presyon inik ak tanperati ki amelyore efikasite k ap pase nan pwosesis la.
- Jansen, KMB, "k ap fonn nan kontwa - wotasyon jimo - Extruders vis," Polymers Jeni & Syans, 1978, vol . 18, pp . 907-912.}
Kalkil debi
Kalkil la debi pou Counter - wotasyon Twin - Extruders vis swiv modèl sa a:
Q=2 nv - QT - Qs - Qv - Qt
Q=Total debi
N=vitès vis (1/s)
V=C - Volim Chanm
QT= barik - vis clearance flit
Qs= Calendering Gap Flit
Qv= Flit Gap Side
Qt= Tetraedral fwit
C - Chanm Volim Kalkil:
V=πdhw/cosΦ
D=vis dyamèt ekstèn
H=pwofondè kanal
W=lajè kanal
Φ=helix ang
Devlopman presyon ak karakteristik koule
Mekanis nan jenerasyon presyon nan kontwa - wotasyon jimo - vis èkstruders ekspozisyon karakteristik inik ki enfliyanse an jeneral polymère pwosesis la èkstruzyon. Presyon bati - moute tipikman rive tou pre fen a mouri kote materyèl konplètman plen chanèl yo vis. Akòz deplasman pozitif mekanis la, pwosesis la èkstruzyon montre karakteristik pulsasyon presyon, ki ka diminye nan itilize nan milti - desen fil vòl.
Anba kondisyon pwosesis nòmal, ki kantite chanèl plen koresponn ak rezistans a mouri - pi wo rezilta rezistans mouri nan longè ki pi long plen ak gradyan presyon axial chanje.
Lè ekzamine relasyon ki genyen ant pousantaj manje ak vitès vis nan pwosesis la extrusion polymère, fenomèn enteresan sòti. Kenbe konstan to manje pandan y ap ogmante vitès vis rezilta nan diminye longè plen ak ogmante gradyan presyon aksyal, menm si presyon mouri rete konstan. Konpòtman sa a souliye enpòtans ki genyen nan balanse paramèt operasyonèl yo reyalize kondisyon pwosesis optimal.
Mekanis k ap fonn nan kontwa - sistèm wotasyon
Pwosesis la k ap fonn nan kontwa - wotasyon jimo - vis extruders reprezante yon depa siyifikatif soti nan sèl - sistèm vis. Ka espas ki la kanal vis dwe divize an anwo ak pi ba zòn intermeshing relatif nan avyon an ki gen aks yo vis. Obsèvasyon eksperimantal revele ke zòn nan k ap fonn migrasyon en kòm vitès vis ogmante, ak diferans distenk nan konpòtman k ap fonn ant eleman fil konvansyonèl ak konbinezon blòk mal.
Pi ba zòn intermeshing
Nan zòn ki pi ba melanje, ki tipikman vin konplètman plen ak materyèl, polymère an kontak ak barik la enteryè sifas fonn premye, fòme yon fim fonn. Pandan pita etap k ap fonn, yon "lanmè - zile" estrikti devlope ak fonn kòm faz la kontinyèl ak patikil solid rezidyèl sispann nan li.
Eleman fil
Nan eleman fil, diferans siyifikatif egziste ant anwo ak pi ba zòn intermeshing, ak k ap fonn ki rive majorite nan zòn ki pi ba nan kondiksyon chalè barik. Clearance bò ak kalandriye koule koule koule jwe wòl enpòtan nan pwosesis la k ap fonn.
Mase konfigirasyon ki gen kapasite
Nan konfigirasyon ki gen kapasite ki mal, pwosesis k ap fonn nan zòn anwo yo ak pi ba yo kontinye menm jan an, ak sous chalè ki gen ladan tou de kondiksyon barik ak dissipation gluan. Sa a fè pwomosyon echanj materyèl ak akselere pwogresyon k ap fonn.
"Lanmè - zile a" efikasite k ap fonn depase sa ki nan modèl la kabann solid nan yon sèl - vis èkstrudeur, kontribiye nan pèfòmans nan siperyè nan jimo - sistèm vis nan pwosesis la extrusion polymère.
CO - wotasyon Twin - Prensip Operating vis
CO - wotasyon Twin Intermeshing - Extruders vis pataje resanblans ak sèl - sistèm vis soti nan yon pèspektiv makroskopi men ofri siyifikativman plis varyab operasyonèl. Pousantaj manje vin tounen yon varyab endepandan, pandan y ap konpleksite konfigirasyon vis ogmante dramatikman nan konbinezon eleman varyab fil. Prezans nan intermeshing ak clearance zòn kreye modèl konplèks koule materyèl, sa ki lakòz pwosesis èkstruzyon distenk pou konfigirasyon vis diferan.
Jeyometri intermeshing
Soti nan yon pwendvi jeyometri intermeshing, reyisi fèmti konplè lateral ak Longitudinal nan CO - sistèm wotasyon se enposib, nesesite lajè kanal pi gran pase lajè vòl. Modèn pwòp tèt ou - eswiyan ko - wotasyon jimo - Extruders vis prezante vòl etwat ak chanèl lajè, kreye yon elikoptè "figi - 8" pasaj ant vis ak yon estrikti fèy-tankou nan zòn nan intermithing.
Mekanis nan transmèt nan ko - wotasyon jimo - vis konbine deplasman pozitif ak trennen transpò koule. Lajè vòl pi laj amelyore deplasman pozitif transmèt efè, ak eksperyans dènye vizyalizasyon bay Sur pi fon nan solid transmèt ak pwosesis k ap fonn.
Rechèch ki te fèt pa ekip Pwofesè Geng Xiaozheng nan Beijing University of Technology Chimik revele diferans distenk nan solid mekanism transmèt ant granules ak poud.
CO - Wotasyon jeyometri vis
Figi 8: Elik "Figi - 8" Passage nan ko - wotasyon extruders jimo-vis
Avanse etid solid transmèt
| Kalite materyèl | Transmèt mekanis | Ranpli karakteristik | Obsèvasyon kle yo |
|---|---|---|---|
| Granules | Transpò deplasman pozitif | Pla chanèl ranpli konplètman anba manje konpanse | Vis gòch demontre pi gwo kapasite transmèt ak dwa - vis konpanse manje |
| Poud | Konbinezon de mekanism | Left - Vis ranpli depase dwa - Vis ranpli pandan manje mesuré | "Figi-8" modèl koule devlope lè pousantaj manje ranpli tou de vis |
| Inondasyon manje | Depann sou konsepsyon vis | Ranpli fil ranpli ak pi wo dansite esansyèl nan eleman pou pi devan | Mande pou matche degre konpresyon ak transmèt kapasite yo anpeche blokaj |
Pwosè pou transmèt pwosesis yo domine pa transpò deplasman pozitif, ak sèlman yon ti fraksyon nan patikil k ap deplase ansanm direksyon chanèl. Anba kondisyon manje konpanse, pla chanèl ranpli konplètman, menm si transmèt kapasite diferan ant vis. Pou egzanp, ak dwa - vis konpanse manje, vis la gòch demontre pi gwo kapasite transmèt. Pandan poud mezire manje, kite - ranpli vis depase dwa - ranpli vis. Nan pousantaj manje ki ba, seksyon pi ba kanal ranpli pandan y ap vis dwa rete pasyèlman plen. Lè pousantaj manje ogmante ase yo ranpli tou de vis, yon karakteristik "Figi-8" modèl koule devlope ansanm tou de chanèl vis.
Konfigirasyon zòn k ap fonn ak konsomasyon enèji
Pwosesis la k ap fonn reprezante etap ki pi kritik ak enèji - entansif nan CO - wotasyon jimo - vis èkstruzyon. Akòz variabilité a vas nan konfigirasyon vis, analiz quantitative prezante defi enpòtan. Rechèch ki te fèt nan ane 1990 yo pa Todd, Curry, Blan, ak Potente te fè kontribisyon sibstansyèl nan konprann fenomèn sa yo konplèks.
K ap fonn sub - zòn
Bati sou rechèch anvan yo, ekip Pwofesè Geng a pwopoze yon roman k ap fonn sub - konsèp zòn, rekonèt ke diferan k ap fonn sub - zòn jwenn enèji nan mekanis distenk - Gen kèk prensipalman nan transfè chalè konvèktif, lòt moun nan jenerasyon chalè friksyon.
Pou ranvèse konbinezon blòk k ap fonn, seksyon an k ap fonn konprann eleman fil pi devan ak en ranvèse blòk malaksaj. Materyèl sibi plizyè etap distenk:
- Gratis transmèt ak prechofe nan patikil polymère
- Fòmasyon nan konplètman oswa ki pasyèlman plen ploge solid
- Patikil friksyon ak plastik dissipation ak dans "lanmè - zile" pwosesis k ap fonn
- Rar faz solid lanmè - zile k ap fonn
- Konplete k ap fonn
Varyab eleman fil anplasman ak varyab ang ang konfigirasyon vis prezante pwosesis menm jan an k ap fonn ak karakteristik inik. Materyèl pwogrè nan patikil gratis transmèt ak prechofe, ki pasyèlman plen ploge solid k ap fonn, konplètman plen ploge solid k ap fonn, patikil friksyon ak plastik dissipation ak dans "lanmè - zile" k ap fonn, rar faz solid "lanmè - zile" k ap fonn sub {{3} zones,} unfimalman, toutè, toutè zile a, k ap fè zile - zones,} zile yo, k ap fè zile - zones,} zile yo, k ap fè zile a.
Fonn transmèt mekanism ak modèl nimerik
Konpreyansyon aktyèl la nan fonn mekanism transmèt nan ko - wotasyon jimo - vis èkstrudeur te siyifikativman ranfòse nan eleman fini ak fini teknik simulation nimerik. Pou lateralman fèmen men longitudinal louvri pwòp tèt ou - eswiyan ko - wotasyon jimo - vis èkstrudeur, deplasman pozitif transmèt kapasite korelasyon ak degre ouvèti Longitudinal - ki pi piti ouvèti sede pi fò deplasman pozitif deplasman.
Karakteristik koule fonn
Nan souvan itilize pwòp tèt ou - siye etwat - vòl jimo - vis èkstrudeur, fonn transmèt prensipalman swiv koule koule sou "Figi-8" kanal la elik. Anba kondisyon ranpli ranpli, jaden vektè vitès konplèks devlope nan chanèl vis, ak distribisyon presyon korespondan varye siyifikativman ansanm direksyon aksyal ak sikonferans.
Modèl sa yo koule dirèkteman enfliyanse efikasite melanje ak bon jan kalite pwodwi nan pwosesis la èkstruzyon polymère. Modèl nimerik te pèmèt chèchè yo visualized ak quantifier sa yo ap koule konplèks, ki mennen ale nan desen vis amelyore ak estrateji pwosesis.
Pwosesis optimize ak kontwòl estrateji
Optimize pwosesis la extrusion polymère nan jimo - sistèm vis mande pou konsiderasyon atansyon nan plizyè varyab depann youn. Vitès vis, to manje, pwofil tanperati barik, ak konfigirasyon vis tout siyifikativman enpak bon jan kalite pwodwi ak efikasite pwosesis.
Sistèm kontwòl modèn
Enkòpore siveyans sofistike ak ajisteman nan paramèt nan reyèl - tan, asire bon jan kalite pwodwi ki konsistan menm pandan chanjman klas yo.
Kontwòl Tanperati
Faktè kritik ki afekte viskozite materyèl, konpòtman k ap fonn, ak cinétique degradasyon ak egzak milti - kontwòl zòn.
Paramèt balanse
Mande pou balanse atansyon nan vitès vis, to manje, ak tanperati a reyalize kondisyon pwosesis optimal.
Konfigirasyon akor
Desen vis modilè pèmèt optimize pou materyèl espesifik ak aplikasyon pou nan aranjman eleman.
Melanje ak konpozisyon aplikasyon yo
Twin - Extruders vis briye nan aplikasyon pou melanje ak konpozisyon, kote kapasite siperyè yo distribitif ak dispèsyonèl melanje pèmèt pwodiksyon nan segondè - bon jan kalite konpoze ak melanje. Pwosesis la extrusion polymère nan aplikasyon sa yo souvan enplike nan enkòpore aditif divès kalite, file, ak ranfòsman nan matris la polymère.
Aksyon an melanje nan jimo - vis bay entansif melanje ki asire distribisyon inifòm nan aditif nan tout matris la polymère. Malerezman blòk ak lòt eleman espesyalize melanje ka estratejik pozisyone ansanm longè a vis bay vize entansite melanje kote sa nesesè.
Apwòch sa a modilè nan konsepsyon vis pèmèt processeurs optimize melanje pou formulasyon espesifik pandan y ap minimize nesesè tèmik ak mekanik estrès sou chalè - materyèl sansib. Fleksibilite a ajiste konfigirasyon vis san yo pa ranplase vis tout reprezante yon avantaj enpòtan nan rechèch ak aplikasyon pou devlopman.
Venting ak Devolatilization kapasite
Yon karakteristik diferan nan jimo - vis èkstrudeur nan pwosesis la extrusion polymère se siperyè vantilasyon yo ak kapasite devolatilizasyon. Chanèl yo vis ki pasyèlman plen karakteristik nan Twin - operasyon vis kreye kondisyon ideyal pou retire temèt.
Plasman estratejik nan pò vantilasyon ansanm barik la pèmèt pou retire efikas nan imidite, monomè rezidyèl, ak lòt konpozan temèt san yo pa pèt pwodwi oswa inondasyon pò vantilasyon. Multi - etap konfigirasyon vantilasyon pèmèt pwogresis retire volatil, ak chemine atmosferik retire volatil esansyèl ki te swiv pa chemine vakyòm pou retire eleman tras.
Venting avantaj
- Kondisyon vantilasyon ki estab pandan pwosesis la
- Risk redwi nan inondasyon pò vantilasyon konpare ak yon sèl - sistèm vis
- Ability yo okipe segondè charj temèt
- Devolatilizasyon pwogresif nan milti - desen etap yo
- Avanse vantilasyon avanse anpeche pèt materyèl
Kapasite pou kenbe kondisyon vantilasyon ki estab pandan pwosesis la reprezante yon avantaj enpòtan sou sistèm vis yon sèl -, kote estabilite vantilasyon souvan limite fenèt pwosesis. Avanse vantilasyon desen ki enkòpore vantilasyon stuffers oswa manjeur bò plis amelyore fleksibilite operasyonèl.
Echèl - moute konsiderasyon ak aplikasyon endistriyèl
Echèl siksè - moute nan pwosesis la extrusion polymère soti nan laboratwa echèl pwodiksyon mande pou konpreyansyon konplè nan relasyon dekale ak enpak yo sou pèfòmans pwosesis. Resanblans jewometrik, pandan w ap kenbe menm jan rezidans fwa ak entrain enèji espesifik, fòme fondasyon an nan pi echèl - moute estrateji.
Lwa Eskalad
Relasyon ki genyen ant dyamèt vis ak divès kalite paramèt pwosesis swiv byen - Lwa Eskalad etabli:
Debi tipikman balans ak D2.5Pou D.3, kote d reprezante dyamèt vis
Pouvwa konsomasyon balans apeprè ak D2.5
D 'enèji espesifik (enèji pou chak inite mas) ta dwe rete konstan
Tan rezidans yo ta dwe konsève oswa ajiste kòmsadwa
Relasyon sa yo pèmèt prediksyon pwodiksyon - pèfòmans echèl ki baze sou pilòt - esè echèl, menm si validasyon nan echèl pwogresif - moute etap rete rekòmande pou aplikasyon pou kritik.
Dènye avans teknolojik
Dènye pwogrè nan Twin - Teknoloji Extrusion vis kontinye elaji kapasite pwosesis ak amelyore efikasite nan pwosesis la extrusion polymère:
Segondè - Designs Pèfòmans
Segondè - vitès, segondè - desen koupl pèmèt pwosesis nan pousantaj deja irealizabl pandan w ap kenbe bon jan kalite pwodwi.
Amelyorasyon materyèl
Amelyore metaliji ak tretman sifas pwolonje lavi ekipman lè yo travay sou abrazif oswa materyèl korozivite.
Desen vis avanse
Novel eleman melanje bay ranfòse melanje ak redwi konsomasyon enèji espesifik.
Kontwòl Kalite ak Siveyans Pwosesis
Kenbe bon jan kalite pwodwi ki konsistan nan tout pwosesis la extrusion polymère mande pou siveyans konplè ak sistèm kontwòl. Modèn jimo - vis extruders enkòpore detèktè anpil mezire tanperati, presyon, koupl, ak lòt paramèt kritik.
Rheometers sou entènèt ak teknik spèktroskopik bay reyèl - evalyasyon tan nan pwopriyete pwodwi, pèmèt deteksyon imedya ak koreksyon nan devyasyon pwosesis. Teknik kontwòl estatistik pwosesis ede idantifye tandans ak modèl ki ta ka endike devlope pwoblèm yo anvan yo enpak bon jan kalite pwodwi.
Entegrasyon nan done bon jan kalite ak paramèt pwosesis pèmèt devlopman nan modèl prediksyon ki antisipe pwoblèm bon jan kalite ki baze sou kondisyon pwosesis. Apwòch sa a aktif nan jesyon bon jan kalite diminye fatra ak amelyore efikasite pwosesis an jeneral.
Konsiderasyon anviwònman ak dirab
Anviwònman dirab de pli zan pli enfliyanse polymère èkstruzyon pwosesis konsepsyon ak operasyon. Twin - Extruders vis jwe wòl enpòtan nan operasyon resiklaj, kote kapasite siperyè melanje yo pèmèt pwosesis nan kouran dechè plastik melanje.
Aplikasyon pou resiklaj
Melanje siperyè pèmèt pwosesis nan kouran dechè plastik melanje ak kapasite retire kontaminan.
Efikasite enèji
Desen optimize ak sistèm kondwi diminye konsomasyon enèji ak enpak anviwònman an.
Bio - ki baze sou Polymers
Pwosesis fleksibilite pou bio - ki baze sou ak biodégradables materyèl polymère.
Rekiperasyon chalè
Sistèm kaptire chalè dechè pou itilize yon lòt kote nan enstalasyon pwodiksyon an.
Kapasite a yo retire kontaminan ak volatil pandan pwosesis fè jimo - sistèm vis patikilyèman apwopriye pou pòs - aplikasyon pou resiklaj konsomatè. Devlopman nan pwosesis pou Bio - ki baze sou Polymers ogmante opsyon materyèl dirab, ak jimo - vis èkstrudeur bay fleksibilite nan pwosesis ki nesesè pou materyèl sa yo souvan defi.