01
Jak zwiększyć wydajność produkcyjną wytłaczarek dwuślimakowych poprzez optymalizację kombinacji ślimaków
2024-02-23
2024-02-23
W większości procesów mieszania i łączenia wydajność produkcyjna wytłaczarek dwuślimakowych jest ograniczona przez:
Wielkość mocy
Jaka jest ilość karmy?
Nie możemy łatwo zmienić wewnętrznej objętości wytłaczarki, ale możemy zwiększyć moc mechaniczną i wydajność transportu wejściowego wytłaczarki, stosując zoptymalizowaną kombinację ślimaków, co pozwoli nam zwiększyć produkcję.
Możemy spróbować zwiększyć wydajność produkcyjną wytłaczarek dwuślimakowych poprzez optymalizację kombinacji ślimaków:
a. Poprawa wydajności podawania objętościowego - wstępne mieszanie
b. Poprawa wydajności topienia
c. Poprawa wydajności podawania objętościowego - podawanie boczne
d. Poprawa wydajności wytłaczania
Poprawa wydajności podawania objętościowego - mieszanie wstępne
Czynniki wpływające na podawanie do cylindra proszku o dużej zawartości wypełniacza:
● Wskaźniki wydajności maszyny
✔ Średnica elementu śrubowego, stosunek rozmiaru elementu śrubowego do średnicy
✔ prędkość
✔ Konstrukcja z kombinacją śrub
✔ Gęstość paszy
Gdy do głównego wsadu zostanie wprowadzona większość proszku, małe gwintowane elementy transportujące ołów zostają wypełnione materiałem.
Poprawa wydajności topienia
Prędkość ślimaka pozostaje niezmienna, podczas gdy produkcja wzrasta, wydajność topienia maleje;
Blok ugniatający musi być w stanie podnieść temperaturę materiału do zakresu temperatur topnienia;
Zużycie wytłaczarki może prowadzić do spadku wydajności topienia:
✔ Maksymalna prędkość ślimaka
✔ Ograniczenia długości przepływu procesu
✔ Ograniczenia pojemności

Wraz ze wzrostem ilości podawanego materiału, miejsce, w którym materiał osiąga stan stopiony, przesunie się w kierunku głowicy maszyny. To przesunięcie skróci czas uplastycznienia i obniży jakość mieszanki.

Zwiększenie prędkości ślimaka i zużycie maszyny może również spowodować przesunięcie się miejsca topienia w kierunku głowicy.

Po zaprojektowaniu trzech komponentów gwintowanych w strefie topienia wykres symulacji pokazuje wzrost temperatury topienia przed zasilaniem bocznym.
Optymalizacja karmienia – karmienie boczne
Karmienie boczne dużą ilością proszku lub krótkich włókien
● Wskaźniki wydajności karmienia:
✔ Średnica ślimaka wytłaczarki/podajnika bocznego, stosunek średnicy wewnętrznej do zewnętrznej
✔ Prędkość wytłaczarki/ślimaka podającego z boku
✔ Konstrukcja z kombinacją śrub
✔ Gęstość materiału wsadowego
✔ Jakość topienia

Podobnie jak w przypadku głównego systemu wstępnego mieszania wsadu, po bocznym podawaniu zmniejszenie skoku ograniczy wewnętrzną objętość urządzenia.
Optymalizacja kombinacji śrub

Materiał podawany z przodu urządzenia do podawania bocznego musi osiągnąć stan 100% stopienia; niepełne stopienie spowoduje mieszanie się materiału i problemy z odprowadzaniem materiału podawanego z boku.

Połączenie ślimakowe w obszarze podawania bocznego wymaga użycia dużych elementów gwintowanych do transportu ołowiu (≈ 2D) aż do obszaru mieszania.
Optymalizacja mieszania:
● Dyspersja i dystrybucja:
✔ Rodzaje elementów gwintowanych o mieszanych efektach
✔ Bloki zaciskowe, elementy gwintowane zębate i inne
✔ Kolejność i ilość elementów gwintowanych
✔ Położenie elementów gwintowanych (w odniesieniu do portu zasilającego)
✔ Pozostań w strefie mieszanej

W danych warunkach pracy symulacja 1D zapewnia skwantyfikowaną wartość masy mieszanej. Efekt projektowy różnych kombinacji śrub można ocenić na podstawie wzrostu i spadku wartości wskaźnika mieszanki.
Optymalizacja kombinacji śrub:

W danych warunkach pracy symulacja 1D zapewnia skwantyfikowaną wartość ciśnienia. Wartość wskaźnika ciśnienia można zmaksymalizować (np. poprawiając dyspersyjność materiału wypełniającego) lub zminimalizować (np. zmniejszając pękanie włókien)
Optymalizacja wytłaczania materiału:
Niewystarczająca długość procesu w celu wytworzenia ciśnienia:
● Wskaźnik wytłaczania
✔ Średnica śruby, stosunek średnicy wewnętrznej do zewnętrznej śruby
✔ Długość wytłaczania kompresyjnego
✔ Prędkość śruby
✔ Konstrukcja z kombinacją śrub
✔ Gęstość stopu
Konstrukcja kombinowana śrub - ciśnienie głowicy ▼

Wzrost ciśnienia głowicy może spowodować wydłużenie przerwy ciśnieniowej (np. zablokowanie zmieniacza sit).

Im dłuższy jest odcinek budowy ciśnienia, tym gorszy jest efekt odgazowania (czas przebywania w odcinku próżniowym)

Im dłuższy odcinek kompresji, tym wyższe ciśnienie stopu i znacznie wyższa temperatura stopu. Powodem jest to, że materiał będzie się przesuwał przez szczelinę między ostrzami gwintowanymi a lufą.

Jeśli w sekcji kompresji zostanie użyty pojedynczy element śruby głowicy, długość kompresji zostanie skrócona. Żywotność sita zamiennego wzrasta, temperatura topnienia spada, a sekcja próżniowa się stabilizuje.

Zwiększ ilość podawanego pokarmu:
✔ Skok nici sekcji transportowej nie zmniejsza się
✔ Prowadzenie elementów gwintowanych transportujących ≈ 2D
✔ Można stosować elementy gwintowane jednogłowicowe i inne specjalnie zaprojektowane elementy gwintowane.

Poprawa efektu topienia:
✔ Ograniczone długością procesu
✔ Aby uzyskać lepsze rezultaty, użyj 3 bloków zaciskowych do kasku
✔ Ale używając innych specjalnie zaprojektowanych elementów gwintowanych
Optymalizacja kombinacji ślimaków na każdym etapie (podawanie, topienie, próżnia, wytłaczanie ciśnieniowe itp.) może poprawić wydajność, jakość mieszanki i wydajność.
Dzięki optymalizacji kombinacji ślimaków możliwe jest wytwarzanie różnych materiałów na tej samej wytłaczarce (skrócenie czasu konwersji), ale kosztem ograniczenia wydajności produkcyjnej.
W ostatnich latach wybór typów komponentów gwintowanych uległ zróżnicowaniu, a wydajność maszyn o dużej prędkości i wysokim momencie obrotowym można zapewnić, wypróbowując różne komponenty.