Прямой ответ
Смесительный элемент представляет собой секцию, выточенную в шнеке экструдера, которая делает расплав более однородным. Тремя наиболее распространенными являютсяМэддок(высокоскоростные, дисперсионные — разрушают нерасплавленные и агломерируют),Ананас(малосдвиговой, распределительный — выравнивает цвет и температуру), а такжеСакстон(дистрибутив с хорошей раздачей, сбалансированный универсальный вариант).
Выберите дефект, который вы пытаетесь исправить:нерасплавленные частицы и плохая дисперсия пигмента → дисперсионный; цветовые полосы и изменение температуры → распределительный.
Обычный одинарный шнек очень хорош при транспортировке и плавлении и весьма скромен при смешивании. Для большого количества экструзии это нормально. Но когда появляются цветные полосы, гели доживают до головки, маточная смесь не диспергируется или температура плавления варьируется по профилю, ответ обычно не в увеличении скорости шнека или повышении температуры, а в секции смешивания в шнеке. В этом руководстве объясняется, что физически делает каждый элемент, поэтому вы можете выбрать тот, который устраняет ваш дефект, а не тот, который указан в списке поставщиков.
В зоне дозирования расплав движется вперед достаточно упорядоченным потоком. Материал возле стенки цилиндра подвергается большему нагреву и сдвигу, чем материал возле основания винта, поэтому то, что поступает на матрицу, не так однородно, как кажется. Любые нерасплавленные частицы, плохо диспергированный пигмент или температурный градиент, существующие в этот момент, все равно останутся в готовом продукте.
Смесительный элемент прерывает упорядоченный поток. Он заставляет расплав разделяться, переориентироваться и рекомбинироваться — либо проталкивая все через узкий зазор с высоким сдвигом, либо многократно разделяя поток на множество путей. В результате получается расплав, более однородный по температуре, цвету и составу.
Элемент врезается в шнек, обычно ближе к концу зоны измерения, и он проектируется во время изготовления шнека, а не добавляется позже.
2. Дисперсионный и дистрибутивный — важное различие
Почти каждый смесительный элемент попадает в одно из двух семейств, и их путаница является причиной того, что люди покупают не тот.
Дисперсионное смешивание
Разрушает вещи. Материал проталкивается черезузкий зазор с высоким сдвигом, а напряжение сдвига — это то, что разрывает агломераты, нерасплавленные гранулы и комки пигмента. Если ваша проблема заключается в том, что ее нужно уничтожить, вам нужна дисперсия.
Распределительное смешивание
Раскладывает вещи. Поток расплавамногократно разделенные и вновь объединенныепо многим путям потока при относительно низком сдвиге. Ничего не сломано; просто всё перераспределяется равномерно. Если ваша проблема в неровностях, а не комках, вам нужен распределитель.
Почему это важно с коммерческой точки зрения:Дисперсионный элемент увеличивает сдвиговое тепло и перепад давления. Установка агрессивного смесителя с высоким усилием сдвига для решения проблемы цветных полос повышает температуру плавления и снижает производительность без устранения фактического дефекта, а на термочувствительном материале это может ухудшить качество.
3. Микшер Мэддока
Мэддок, также известный как рифленый смеситель или смеситель Union Carbide, является классической моделью.дисперсионныйэлемент и, вероятно, наиболее широко используемая секция смешивания в одношнековой экструзии.
Его геометрия проста и продумана. Вдоль винта проходит набор канавок, чередующихся междувходные канавки(открыт для поступающего расплава, закрыт на выходе) ивыходные флейты(закрыт на входе, открыт на выходе). Между ними сидитбарьерный полетс заведомо малым зазором до стенки ствола.
Поскольку входная канавка заблокирована на дальнем конце, у каждого кусочка материала есть только один выход: через барьерный пролет, через этот узкий зазор. Ничто не обходит это стороной. Именно гарантированное прохождение через зазор с высоким сдвигом делает Мэддок таким эффективным: любая твердая частица, достигающая его, обрабатывается до тех пор, пока не расплавится или не сломается.
Мэддок — используй его, когда
- Нерасплавленные частицы или гели достигают головки.
- Агломераты пигментов или добавок не разрушаются.
- Вам нужна уверенность в том, чтовсематериал был разрезан
- Материал выдерживает дополнительное тепло сдвига.
4. Ананасовый миксер
Названный в честь своего внешнего вида, смеситель «Ананас» имеет узор из пересекающихся прорезей или штифтов, врезанных в часть винта, что создает ромбовидную поверхность, похожую на кожуру ананаса.
Это работаетраспределение. По мере прохождения расплава пересекающиеся каналы разделяют поток на множество небольших потоков, а затем снова и снова объединяют их в различных расположениях. Принудительного узкого зазора нет, поэтому сдвиг остается относительно низким, а элемент выделяет мало тепла.
Характеристика низкого сдвига – именно то, почему он подходиттермочувствительные материалыи приложения, где целью является однородность цвета. Он не разрушит упрямый агломерат, как Мэддок, но выровняет то, что уже расплавлено, и делает это мягко.
5. Миксер Сакстона
Сакстон - этораспределительныйэлемент, построенный из серии полетов вперед, прерываемых прорезями. Расплав течет как по каналам, так и через щели между ними, непрерывно расщепляясь и рекомбинируя.
Его отличительная особенность состоит в том, что он смешиваетвсе еще передавая— лопастная геометрия позволяет перекачивать материал вперед, поэтому требуется меньшее давление, чем полностью ограничительный элемент. Это делает его разумным универсальным выбором, когда вы хотите реального улучшения однородности расплава без большого снижения давления, и его часто используют там, где Мэддок может добавить больше сдвига, чем требует процесс.
6. Какой микшер для какой проблемы
| Элемент | Тип смешивания | Уровень сдвига | Стоимость давления | Лучшее в |
|---|---|---|---|---|
| Мэддок | Дисперсионный | Высокий | Выше | Устранение нерасплавления; разрушение агломератов |
| Ананас | Распределительный | Низкий | Умеренный | Однородность цвета; вечерняя температура на термочувствительном материале |
| Сакстон | Распределительный | Низкий – средний | Нижний (продолжает транспортировать) | Общая однородность расплава с минимальным снижением производительности |
Начинайте с дефекта, а не с каталога:
| Что вы видите | Вероятная необходимость |
|---|---|
| Нерасплавленные гранулы или гели в продукте | Дисперсионный — Мэддок |
| Мастербатч или пигмент не диспергируются | Дисперсионный — Мэддок |
| Цветные полосы, неравномерный оттенок | Распределительный — Ананас или Сакстон |
| Температура плавления варьируется в зависимости от головки. | Распределительный — Ананас или Сакстон |
| Термочувствительный материал, не может увеличивать сдвиг. | Распределительный, с низким сдвиговым усилием — Ананас |
| Хотите большей однородности, не можете потерять производительность | Сакстон |
| Оба не расплавилисьиполосатый | Комбинация — дисперсионная, за которой следует дистрибутивная. |
Стоит отметить последний ряд: эти два семейства дополняют друг друга, а шнеки часто имеют дисперсионную секцию, за которой следует распределительная, поэтому агломераты сначала разрушаются, а затем равномерно распределяются.
7. Как указать секцию микширования
Поскольку смеситель врезан в шнек, это указывается при изготовлении шнека, а это означает, что замена или ремонт являются естественным моментом для его замены. Если ваш нынешний винт постоянно вызывает проблемы с качеством плавления, его замена повторит проблему.
Что сказать производителю винтов
- Полимер и любой наполнитель или маточная смесь.— Выбор зависит от термочувствительности и типа присадки.
- Дефект, который вы хотите исправить— неплавление, появление полос, изменение температуры, плохая дисперсия
- Является ли выходная температура или температура плавления уже плотной— это исключает агрессивные конструкции с высоким сдвигом
- Чертеж винта или существующие размеры винта— диаметр, длина, детали фланца
- Обработка поверхности— азотированные или биметаллические, в зависимости от материала
EJS производит индивидуальныеодновинтовые бочкидля экструзионных машин, перерабатывающих практически все виды полимеров и переработанных пластмасс, диаметром от 12 мм до 500 мм и длиной до 10 000 мм. Для проектирования доступны различные смесители, в том числеМэддок, Ананас и Сакстон, а также мы производим секцию кормления — кормовой корпус, кормовой вкладыш и водяную рубашку.
Смесительные элементы расположены на рабочей поверхности, поэтому обработка поверхности имеет такое же значение, как и геометрия: агрессивный элемент в абразивной смеси изнашивается с той же скоростью, что и остальная часть шнека. Об этом решении см.руководство по материаламили сравнитеазотированныйибиметаллическийстроительство напрямую.
8. Часто задаваемые вопросы
Что такое смесительный элемент на шнеке экструдера?
Смесительный элемент представляет собой секцию, врезанную в шнек, обычно около конца зоны дозирования, которая разбивает и воссоединяет поток расплава, чтобы сделать его более однородным. Обычный одиночный шнек хорошо транспортирует и плавит, но смешивает лишь умеренно, поэтому секцию смешивания добавляют, когда однородность расплава, консистенция цвета или дисперсия добавок без нее недостаточно хороши.
В чем разница между дисперсионным и распределительным смешиванием?
Дисперсионное смешивание разрушает агломераты и нерасплавленные частицы, пропуская материал через узкий зазор с высоким сдвигом — именно так работает миксер Мэддока. Распределительное смешивание равномерно распределяет компоненты по расплаву, не обязательно разрушая их, за счет многократного разделения и рекомбинации потока — именно так работают смесители Pineapple и Saxton. Многим винтам нужно и то, и другое.
Что делает микшер Maddock?
Смеситель Мэддока (также называемый рифленым смесителем или смесителем Union Carbide) имеет чередующиеся входные и выходные канавки, разделенные перегородкой. Весь материал должен проходить через этот барьер через узкий зазор, который обеспечивает интенсивный сдвиг и гарантирует разрушение нерасплавленных частиц. Это стандартный дисперсионный элемент, который очень эффективно удаляет нерасплавившиеся и диспергирующие пигменты и добавки.
Для чего нужен миксер для ананасов?
Смеситель «Ананас» — это распределительный элемент с узором из пересекающихся прорезей или штифтов, врезанных в винт, напоминающий кожуру ананаса. Он многократно разделяет и рекомбинирует расплав при низком сдвиге, обеспечивая хорошее распределительное перемешивание и однородность температуры без добавления большого количества тепла сдвига, что полезно для термочувствительных материалов и однородности цвета.
Нужен ли мне смесительный элемент на шнеке экструдера?
Добавляйте смесительный элемент, когда вы видите цветные полосы, гели или нерасплавленные частицы, плохую дисперсию добавки или маточной смеси или изменение температуры плавления по всей головке. Если обычный шнек уже дает однородный расплав и однородный продукт, смеситель добавляет сдвиг и падение давления, которые вам не нужны. Сопоставьте элемент с задачей: дисперсионный для нерасплавленных и агломератов, распределительный для полос и однородности температуры.
Можно ли добавить смесительный элемент к существующему шнеку?
Смесительная секция врезана в сам шнек, поэтому она проектируется при изготовлении шнека, а не прикручивается впоследствии. Когда существующий шнек заменяется или восстанавливается, это естественный момент для добавления или замены секции смешивания. EJS производит одиночные шнеки по индивидуальному заказу со смесителями Maddock, Pineapple, Saxton и другими конструкциями по чертежам или требованиям обработки.
Снижает ли смесительный элемент выходную мощность?
Смесительный элемент добавляет ограничение, поэтому он потребляет некоторое давление и может добавлять тепло сдвига, особенно в случае конструкции с высокой дисперсией сдвига. Обмен преднамеренный: лучшая однородность расплава и меньшее количество брака по качеству в обмен на некоторое падение давления. Выбор элемента, более агрессивного, чем требуется для процесса, является распространенной ошибкой, поскольку это приводит к снижению производительности и повышению температуры плавления без улучшения продукта.
