چگونه هندسه یک روتور پیچ تک بر ظرفیت و خروجی آن در فرآیندهای اکستروژن تأثیر می گذارد؟

هندسه a روتور تک پیچ نقش مهمی در تعیین ظرفیت و تولید آن در فرآیندهای اکستروژن ایفا می کند. اکستروژن یک تکنیک تولیدی گسترده در صنایعی مانند پلاستیک ، فرآوری مواد غذایی و دارویی است که در آن مواد اولیه از طریق یک قالب مجبور می شوند تا شکل های مداوم را تشکیل دهند. روتور تک پیچ ، به عنوان مؤلفه اصلی یک اکسترودر پیچ ، مستقیماً بر کارایی ، توان و کیفیت محصول نهایی تأثیر می گذارد. درک چگونگی تأثیر هندسه آن بر این عوامل برای بهینه سازی عملکرد سیستم های اکستروژن ضروری است.

اولین و اساسی ترین جنبه هندسه یک روتور پیچ پیچ ، زاویه مارپیچ آن است که زمین نخ های پیچ را تعریف می کند. یک زاویه مارپیچ به خوبی طراحی شده تضمین می کند که مواد اکسترود شده به طور یکنواخت و به طور مساوی از طریق بشکه بدون گرفتگی یا ایجاد نیروهای برشی بیش از حد حرکت می کنند. زاویه مارپیچ تأثیر می گذارد که روتور چگونه می تواند ماده را از بخش خوراک به قالب منتقل کند و هم بر میزان توان مواد و هم یکنواختی جریان تأثیر می گذارد. اگر زاویه مارپیچ خیلی شیب دار باشد ، ممکن است مواد خیلی سریع تحت فشار قرار گیرند و منجر به اختلاط ضعیف و گرمای بیش از حد شود. از طرف دیگر ، زاویه کم عمق ممکن است منجر به حرکت کند مواد ، کاهش تولید و کارآیی شود.

یکی دیگر از عناصر مهم هندسه روتور تک پیچ قطر و طول پیچ است. این ابعاد به طور مستقیم با ظرفیت اکسترودر برای پردازش حجم بزرگتر مواد ارتباط دارد. پیچ قطر بزرگتر مساحت بیشتری را برای تماس با مواد فراهم می کند که می تواند انتقال حرارت و راندمان اختلاط را در طی فرآیند اکستروژن بهبود بخشد. پیچ های طولانی تر ، به ویژه آنهایی که دارای بخش های مختلفی هستند که به کارهای مختلف مانند انتقال ، ذوب و مخلوط کردن اختصاص داده شده اند ، پردازش کنترل شده تری را امکان پذیر می کنند و در نتیجه خروجی های با کیفیت بالاتر ایجاد می شود. با بهینه سازی این ابعاد ، تولید کنندگان می توانند تجهیزات خود را به خوبی تنظیم کنند تا سرعت جریان و ویسکوزیته های مواد مختلف را برطرف کنند و باعث بهبود بهره وری و عملکرد کلی شوند.

عمق و شکل پروازها (پشته های مارپیچی روی روتور) نیز در تعیین ویژگی های جریان مواد در اکسترودر بسیار مهم است. پروازهای عمیق تر تمایل به انتقال مواد بیشتر در هر انقلاب دارند که می تواند ظرفیت خروجی سیستم را افزایش دهد. با این حال ، اگر عمق پرواز بسیار عمیق باشد ، می تواند خطر تخریب مواد را به دلیل نیروهای برشی بیش از حد افزایش دهد. شکل پروازها همچنین بر چگونگی مخلوط کردن روتور مواد ، تأثیر می گذارد ، با این که برخی از طرح ها با تقویت ترکیب مواد تشکیل دهنده ، به ویژه در کاربردهایی مانند فرآوری مواد غذایی یا ترکیب شیمیایی ، همگن بهتر را ترویج می کنند.

ترخیص بین پیچ و بشکه یکی دیگر از ملاحظات هندسی است که هم بر عملکرد و هم کارایی روتور پیچ تک تأثیر می گذارد. این ترخیص مشخص می کند که چگونه روتور محکم در بشکه قرار می گیرد و بر فشرده سازی و مقاومت جریان مواد تأثیر می گذارد. یک ترخیص کالا از گمرک کوچکتر می تواند کنترل بیشتری بر جریان مواد ایجاد کرده و فشار را در داخل اکسترودر بهبود بخشد و در نتیجه قوام ذوب بهتر شود. با این حال ، ترخیص کالا از گمرک بسیار کوچک می تواند اصطکاک را افزایش دهد و منجر به سایش و ناکارآمدی انرژی شود. در مقابل ، یک ترخیص کالا از گمرک بزرگتر ممکن است مقاومت را کاهش دهد اما می تواند منجر به جریان مواد متناقض یا ایجاد فشار ناکافی برای مواد خاص شود.

نسبت فشرده سازی - نسبت قطر پیچ در منطقه خوراک به قطر در منطقه اندازه گیری - ویژگی مهمی از روتورهای پیچ تک است. نسبت فشرده سازی بالاتر به طور معمول به ذوب بهتر مواد کمک می کند ، زیرا باعث افزایش فشار و دما در فاصله طولانی تر می شود. این امر به ویژه برای موادی مانند پلاستیک یا لاستیک ، که در آن ذوب و یکنواختی کارآمد برای دستیابی به محصولات نهایی با کیفیت بالا ضروری است ، بسیار مهم است. در مقابل ، یک نسبت فشرده سازی پایین ممکن است برای موادی که به ذوب قابل توجهی احتیاج ندارند یا برای مواد حساس به نیروهای برشی بیش از حد مناسب تر باشد ، مناسب باشد.

علاوه بر این ، مشخصات نوک پیچ یک ویژگی هندسی بحرانی است که می تواند بر خروجی نهایی تأثیر بگذارد. یک نوک پیچ به خوبی طراحی شده تضمین می کند که مواد با حداقل تلاطم و یکنواختی از بین می روند ، که در هنگام تولید اشکال یا اندازه های دقیق از اهمیت ویژه ای برخوردار است. طراحی نوک پیچ همچنین می تواند بر فشار فشار قبل از اکسترود شدن مواد تأثیر بگذارد و هم بر قوام خروجی و هم بر بهره وری کلی انرژی فرآیند تأثیر بگذارد.

راندمان کلی یک روتور پیچ تک در یک سیستم اکستروژن نیز تحت تأثیر چگونگی ادغام هندسه آن با بقیه خط اکستروژن ، از جمله بخش خوراک ، عناصر گرمایش و طراحی قالب قرار می گیرد. روتور باید ضمن حفظ فشار و درجه حرارت مداوم ، بتواند مواد را حمل ، ذوب و مخلوط کند و اطمینان حاصل کند که مواد با خواص مورد نظر از قالب خارج می شوند. از تغییرات در هندسه روتور ، مانند تغییر در پیچ پیچ یا طراحی پرواز ، می توان برای بهینه سازی مراحل مختلف فرآیند اکستروژن ، مانند تراکم مواد ، ذوب یا اختلاط ، برای دستیابی به توان بالاتر یا بهبود کیفیت محصول استفاده کرد .