Βασική περίληψη
Η αρχή λειτουργίας ενός-εξωθητήρα μονής βίδας μπορεί απλά να κατανοηθεί ως μια διαδικασία κατά την οποία ένας περιστρεφόμενος κοχλίας μεταφέρει συνεχώς, συμπιέζει, λιώνει, αναμιγνύει, ομογενοποιεί και τελικά εξωθεί το πλαστικό τήγμα με σταθερό ρυθμό μέσα σε ένα θερμαινόμενο βαρέλι. Ο πυρήνας του βρίσκεται στη συνεργική δράση μεταξύ της βίδας και της κάννης.
Κύρια Εξαρτήματα
1.Βίδα: Το εξάρτημα πυρήνα, που συνήθως χωρίζεται σε τμήμα τροφοδοσίας, τμήμα συμπίεσης (τμήμα τήξης) και τμήμα ομογενοποίησης (τμήμα μέτρησης). Οι γεωμετρικές του παράμετροι (διάμετρος, αναλογία μήκους-προς-διαμέτρου, βάθος καναλιού, γωνία έλικας κ.λπ.) καθορίζουν την απόδοση του μηχανήματος.
2.Βαρέλι: Ένας μεταλλικός κύλινδρος που περικλείει τη βίδα, εξοπλισμένος με εσωτερικές θερμάστρες και σύστημα ψύξης για παροχή θερμότητας στο υλικό και εξασφάλιση ακριβούς ελέγχου θερμοκρασίας.
3.Κεφαλή μήτρας: Τοποθετημένη στο άκρο του εξωθητήρα, προσδίδει το τελικό σχήμα διατομής στο εξωθημένο προϊόν (π.χ. σωλήνες, φύλλα, μεμβράνες, προφίλ, κ.λπ.).
Λεπτομερής Διαδικασία της Αρχής Εργασίας
Στάδιο 1: Τμήμα Μεταφοράς Στερεού (Τμήμα Τροφοδοσίας)
Θέση: Το τμήμα της βίδας κοντά στη χοάνη.
Λειτουργία: Για σταθερή και συνεχή μεταφορά χαλαρών στερεών σωματιδίων (ή σκόνης) προς τα εμπρός.
Αρχή:
Το υλικό γεμίζει το κανάλι της βίδας και δεσμεύεται από την περιστρεφόμενη βίδα.
Δεδομένου ότι η τριβή μεταξύ του υλικού και της βίδας είναι μικρότερη από την τριβή μεταξύ του υλικού και του εσωτερικού τοιχώματος της κάννης, καθώς η βίδα περιστρέφεται, το υλικό "σύρεται" προς τα εμπρός κατά μήκος του εσωτερικού τοιχώματος της κάννης, σαν παξιμάδι.
Το βάθος καναλιού σε αυτό το τμήμα είναι συνήθως το μεγαλύτερο, με σταθερή ένταση. Εκτελεί κυρίως φυσική μεταφορά. το υλικό παραμένει ως επί το πλείστον στερεό, με αργή άνοδο της θερμοκρασίας.
Στάδιο 2: Τμήμα τήξης (τμήμα συμπίεσης)
Θέση: Το μεσαίο τμήμα της βίδας.
Λειτουργία: Συμπύκνωση, μαλάκυνση και πλήρης τήξη στερεού υλικού σε κατάσταση ιξώδους ροής, ενώ αποβάλλει τον παρασυρόμενο αέρα.
Αρχή:
Το βάθος καναλιού βιδών μειώνεται από βαθύ σε ρηχό, δημιουργώντας μια αναλογία συμπίεσης. Το υλικό συμπιέζεται βίαια, η πυκνότητά του αυξάνεται και τα διασωματιδιακά κενά εξαλείφονται.
Κάτω από τη συνδυασμένη επίδραση της εξωτερικής θέρμανσης (παρέχεται από το βαρέλι) και της εσωτερικής θερμότητας τριβής (που δημιουργείται με διάτμηση μεταξύ του υλικού, της βίδας και του κυλίνδρου), η θερμοκρασία του υλικού αυξάνεται γρήγορα μέχρι τη θερμοκρασία τήξης.
Η τήξη ξεκινά από το υλικό κοντά στο εσωτερικό τοίχωμα της κάννης, σχηματίζοντας μια μεμβράνη τήγματος, η οποία ξύνεται από τις πτώσεις των βιδών και συλλέγεται στο κανάλι του κοχλία για να σχηματίσει μια δεξαμενή τήγματος. Το στερεό στρώμα (μη λιωμένο υλικό) συμπιέζεται σταδιακά μέχρι να εξαφανιστεί, μετατρέποντας τελικά εξ ολοκλήρου σε τήγμα.
Αυτό είναι το κρίσιμο στάδιο για την επίτευξη της μετάβασης φάσης του υλικού.
Στάδιο 3: Τμήμα μεταφοράς τήγματος (Τμήμα ομογενοποίησης / Τμήμα μέτρησης)
Θέση: Το πιο μπροστινό μέρος της βίδας, κοντά στην κεφαλή της μήτρας.
Λειτουργία: Για περαιτέρω ομογενοποίηση, ανάμειξη και πίεση του λιωμένου υλικού και δημιουργία σταθερής πίεσης για την εξώθησή του από την κεφαλή της μήτρας σε σταθερή θερμοκρασία, σταθερό ρυθμό και σταθερή πίεση.
Αρχή:
Το βάθος καναλιού σε αυτό το τμήμα είναι το μικρότερο και σταθερό, ασκώντας ισχυρή διατμητική επίδραση στο τήγμα.
Η έντονη διάτμηση προάγει την ομοιόμορφη ανάμειξη των συστατικών (π.χ. χρωστικές, πρόσθετα) και την ομοιογένεια θερμοκρασίας.
Η πίεση άντλησης που δημιουργείται από την περιστροφή του κοχλία χρησιμοποιείται για να ξεπεραστεί η υψηλή αντίσταση της κεφαλής της μήτρας, εξασφαλίζοντας σταθερή και συνεχή ροή τήγματος μέσω της μήτρας.
Η έξοδος και η σταθερότητα του εξωθητήρα καθορίζονται κυρίως από αυτό το τμήμα.
Η βασική διαδικασία εργασίας του είναι παρόμοια με αυτή ενός χειροκίνητου μύλου κρέατος ή μηχανής ζυμαρικών που χρησιμοποιούμε στην καθημερινή ζωή: το υλικό τροφοδοτείται, σπρώχνεται προς τα εμπρός από μια περιστρεφόμενη βίδα και υπό τη δράση συμπίεσης και εξωτερικής θέρμανσης, μετατρέπεται από στερεά σε ομοιόμορφο παχύρρευστο ρευστό, το οποίο στη συνέχεια εξωθείται συνεχώς από μια κεφαλή μήτρας συγκεκριμένου σχήματος.