Podstawowy mechanizm ugniatarki
A maszyna do ugniatania działa poprzez wykorzystanie pary przeciwbieżnych ostrzy (zazwyczaj ostrzy w kształcie litery Z lub Sigma), które działają z różnymi prędkościami w rynnie w kształcie litery W. Podstawowym celem jest poddawanie działaniu materiałów o dużej lepkości lub materiałów półstałych intensywne ścinanie, składanie i ściskanie . W przeciwieństwie do standardowych mieszalników, które jedynie poruszają materiałem, ugniatarka przepycha substancję przez wąskie szczeliny pomiędzy łopatkami a ściankami rynny, zapewniając jednorodną mieszankę składników, które w przeciwnym razie byłyby oporne na przepływ.
Różnicowa prędkość i przeciwbieżność
Serce maszyna do ugniatania leży w dynamice ostrza. Większość jednostek przemysłowych wykorzystuje dwa poziome wały. Wały te nie obracają się z tą samą prędkością; zwykle stosunek 1,5:1 lub 2:1 jest nakładany pomiędzy ostrzem „szybkim” a ostrzem „wolnym”.
Dlaczego prędkość różnicowa ma znaczenie
Gdy ostrza obracają się ku sobie, różnica prędkości powoduje działanie „wycierające”. Zapobiega to przyklejaniu się materiału do pojedynczego ostrza i obracaniu się po okręgu. Zamiast tego materiał jest stale przekazywany z jednego ostrza na drugie, zapewniając, że każda cząsteczka zostanie poddana tej samej ilości pracy mechanicznej.
W standardowym 500-litrowym maszyna do ugniatania łopatki mogą obracać się odpowiednio z około 30 i 20 obrotami na minutę. To celowe niedopasowanie ułatwia składanie niezbędne w przypadku ciężkich gum, uszczelniaczy silikonowych i past węglowych.
Rola wysokiego ścinania i luzu
Mieszanie w maszyna do ugniatania występuje najintensywniej w „punktach uszczypnięcia”. Są to mikroskopijne szczeliny pomiędzy końcówką ostrza a wewnętrzną powierzchnią rynny mieszającej.
- Prześwit między ostrzem a ścianą jest zwykle utrzymywany pomiędzy 1 mm i 5 mm , w zależności od wielkości maszyny.
- Gdy ostrze omiata ścianę, „ścina” materiał, rozbijając aglomeraty proszku lub pigmentu.
- Ta siła ścinająca jest niezbędna do rozproszenia drobnych cząstek w grubej bazie polimerowej, czego nigdy nie byłby w stanie wykonać mieszalnik śmigłowy lub łopatkowy.
Termodynamika i zarządzanie temperaturą
Ponieważ maszyna do ugniatania wykonuje tak dużo pracy mechanicznej, że generuje znaczną ilość ciepła wywołanego tarciem. Zarządzanie tą temperaturą ma kluczowe znaczenie w przypadku materiałów, które mogą ulec przedwczesnej degradacji lub wulkanizacji.
| Funkcja | Mechanizm | Cel |
|---|---|---|
| Koryto z płaszczem | Konstrukcja dwuścienna | Cyrkulująca para lub woda chłodząca |
| Puste Ostrza | Wewnętrzne kanały płynowe | Bezpośrednie chłodzenie materiału rdzenia |
| System próżniowy | Szczelna komora z pompą | Usuwanie pęcherzyków powietrza i wilgoci |
Metody zrzutu materiału
Raz maszyna do ugniatania osiągnął pożądaną konsystencję, materiał należy usunąć. Ze względu na dużą lepkość nie jest to tak proste, jak otwarcie zaworu. Można sobie z tym poradzić na trzy podstawowe sposoby:
- Przechylanie zbiornika: Cała rynna w kształcie litery U jest przechylana do przodu za pomocą układu hydraulicznego, zwykle do 90 lub 110 stopni, co pozwala na wypadanie materiału.
- Dolny wyładunek: Otwiera się zawór przesuwny lub klapa na dnie rynny, stosowana w przypadku materiałów, które nadal mają pewną zdolność przepływu grawitacyjnego.
- Wytłaczanie śrubowe: Ślimak wyładowczy znajduje się w osobnej obudowie pod łopatkami mieszającymi. Ślimak ten może się odwrócić podczas mieszania, aby wspomóc proces, a następnie przesunąć się do przodu, aby wytłoczyć gotowy produkt w postaci ciągłego paska lub liny.
Trwałość konstrukcji i moment obrotowy
Działanie A maszyna do ugniatania wymaga ogromnego momentu obrotowego. Jednostki przemysłowe wykorzystują wytrzymałe skrzynie biegów i silniki, które wytrzymują odporność materiałów takich jak baza gumy do żucia lub BMC (masa do formowania luzem). Wały są często wykonane z kutej stali, a ostrza są wzmocnione stopami odpornymi na zużycie, aby wytrzymać ciągłe siły szlifowania i ciągnięcia w cyklu produkcyjnym 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu.
