Vaivauskoneen ydinmekanismi
A vaivauskone toimii käyttämällä paria vastakkain pyöriviä teriä (tyypillisesti Z-muotoisia tai Sigma-teriä), jotka toimivat eri nopeuksilla W-muotoisessa kourussa. Ensisijainen tavoite on altistaa korkeaviskoosiset tai puolikiinteät materiaalit voimakas leikkaus, taitto ja puristus . Toisin kuin tavalliset sekoittimet, jotka vain siirtävät materiaalia, vaivauskone pakottaa aineen terien ja kaukalon seinien välisten kapeiden välysten läpi varmistaen tasaisen sekoituksen ainesosista, jotka muuten kestävät virtausta.
Differentiaalinopeus ja vastakierto
Sydän vaivauskone piilee sen terän dynamiikassa. Useimmissa teollisuusyksiköissä on kaksi vaakasuuntaista akselia. Nämä akselit eivät pyöri samalla nopeudella; yleensä suhde 1,5:1 tai 2:1 käytetään "nopean" ja "hitaan" terän väliin.
Miksi differentiaalisella nopeudella on väliä
Kun terät pyörivät toisiaan kohti, nopeusero saa aikaan "pyyhkimisen". Tämä estää materiaalia yksinkertaisesti tarttumasta yhteen terään ja pyörimästä ympyrässä. Sen sijaan materiaali siirtyy jatkuvasti terältä toiselle, mikä varmistaa, että jokaiseen hiukkaseen kohdistuu yhtä paljon mekaanista työtä.
Normaalissa 500 litrassa vaivauskone , terät voivat pyöriä noin 30 ja 20 kierrosta minuutissa. Tämä tahallinen yhteensopimattomuus helpottaa painavien kumien, silikonitiivisteiden ja hiilitahnojen edellyttämää taittotoimintoa.
Suuren leikkauksen ja välyksen rooli
Sekoitus a vaivauskone esiintyy voimakkaimmin "puristuskohdissa". Nämä ovat mikroskooppisia rakoja terän kärjen ja sekoituskaukalon sisäpinnan välillä.
- Terän ja seinän välinen välys pidetään tyypillisesti välissä 1mm ja 5mm , riippuen koneen koosta.
- Kun terä pyyhkäisee seinän ohi, se "leikkaa" materiaalia ja hajottaa jauhe- tai pigmenttiagglomeraatteja.
- Tämä leikkausvoima on välttämätön hienojen hiukkasten dispergoimiseksi paksuksi polymeeripohjaksi, mikä on tehtävä, jota potkuri- tai siipisekoitin ei koskaan pystyisi suorittamaan.
Termodynamiikka ja lämpötilan hallinta
Koska a taikinakone tekee niin paljon mekaanista työtä, että se tuottaa huomattavan määrän kitkan aiheuttamaa lämpöä. Tämän lämpötilan hallinta on kriittistä materiaaleille, jotka voivat hajota tai vulkanoitua ennenaikaisesti.
| Ominaisuus | mekanismi | Tarkoitus |
|---|---|---|
| Takki kouru | Kaksiseinäinen rakenne | Kierrättävä höyry tai jäähdytysvesi |
| Ontot terät | Sisäiset nestekanavat | Ydinmateriaalin suora jäähdytys |
| Tyhjiöjärjestelmä | Suljettu kammio pumpulla | Ilmakuplien ja kosteuden poisto |
Materiaalin poistomenetelmät
Kerran vaivauskone on saavuttanut halutun koostumuksen, materiaali on poistettava. Korkean viskositeetin vuoksi tämä ei ole niin yksinkertaista kuin venttiilin avaaminen. On kolme ensisijaista tapaa käsitellä tämä:
- Säiliön kallistus: Koko U-muotoinen kouru on kallistettu eteenpäin hydraulijärjestelmällä, yleensä jopa 90 tai 110 astetta, jolloin materiaali pääsee putoamaan.
- Pohjapurkaus: Kaukalon pohjassa oleva liukuventtiili tai läppä avautuu, ja sitä käytetään materiaaleille, joilla on vielä painovoiman virtauskykyä.
- Ruuvien suulakepuristus: Poistoruuvi sijaitsee erillisessä kotelossa sekoitussiipien alapuolella. Tämä ruuvi voi kääntyä sekoituksen aikana prosessin helpottamiseksi ja sitten ajaa eteenpäin ekstrudoidakseen valmiin tuotteen jatkuvana nauhana tai köydenä.
Rakenteellinen kestävyys ja vääntömomentti
Toiminta a vaivauskone vaatii valtavan vääntömomentin. Teollisuusyksiköissä käytetään raskaita vaihteistoja ja moottoreita, jotka kestävät materiaaleja, kuten purukumipohja tai BMC (Bulk Molding Compound). Akselit on usein valmistettu taotusta teräksestä ja terät on vahvistettu kulutusta kestävillä metalliseoksilla kestämään 24/7 tuotantosyklin jatkuvat hionta- ja vetovoimat.
