คุณสมบัติการออกแบบใดที่ทำให้ถังสกรูกรวยมีประสิทธิภาพในกระบวนการอัดรีด?

ในอุตสาหกรรมการแปรรูปพอลิเมอร์ที่ทันสมัยประสิทธิภาพของอุปกรณ์อัดรีดจะกำหนดประสิทธิภาพการผลิตโดยตรงและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ เป็นองค์ประกอบหลักของเครื่องอัดรีด ถังกรวยสกรู ได้กลายเป็นจุดสนใจของความสนใจของอุตสาหกรรมในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเนื่องจากข้อได้เปรียบในการออกแบบที่เป็นเอกลักษณ์
1. รูปทรงกรวย: ความสมดุลที่แม่นยำของแรงดันและแรงเฉือน
การเปลี่ยนแปลงเส้นผ่านศูนย์กลางแบบก้าวหน้าของกระบอกสกรูกรวย (ปลายทางเข้าขนาดใหญ่และปลายเต้าเสียบขนาดเล็ก) สร้างสภาพแวดล้อมการไล่ระดับสีตามธรรมชาติ เมื่อเทียบกับสกรูแบบขนานแบบดั้งเดิมการออกแบบนี้ช่วยให้วัสดุถูกบีบอัดค่อยๆในระหว่างกระบวนการลำเลียงและอัตราส่วนการบีบอัดสามารถเพิ่มขึ้นได้ 30% -50% (ตามสถาบันการประมวลผลพลาสติกของเยอรมันในปี 2565) ประสิทธิภาพการบีบอัดที่สูงขึ้นไม่เพียง แต่ลดการสูญเสียพลังงาน แต่ยังหลีกเลี่ยงการย่อยสลายของวัสดุที่เกิดจากการกลายพันธุ์ของแรงเฉือนอย่างมีประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่นเมื่อประมวลผลพลาสติกวิศวกรรมที่ไวต่อความร้อน (เช่น PEEK หรือ TPU) เส้นโค้งการบีบอัดที่อ่อนโยนของโครงสร้างรูปกรวยสามารถลดอัตราการสลายตัวของวัสดุให้น้อยกว่า 0.5%
2. การออกแบบฟังก์ชันการทำงานที่แบ่งแยก: ผู้ให้บริการทางกายภาพของกระบวนการที่กำหนดเอง
ผู้ผลิตชั้นนำเช่น Kraussmaffei และ Davis-Standard ใช้เทคโนโลยีการรวมสกรูแบบแยกส่วนเพื่อแบ่งถังกรวยเป็นส่วนการให้อาหารส่วนการบีบอัดและส่วนการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน แต่ละส่วนบรรลุความเชี่ยวชาญในการใช้งานผ่านความลึกของร่องสกรูที่แตกต่าง (H1/H2 = 2.5-3.0) และมุมนำด้าย (25 ° -35 °):
ส่วนการให้อาหาร: การออกแบบร่องสกรูลึกช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการลำเลียงที่เป็นของแข็งและแก้ปัญหา "การเชื่อม" ของอุปกรณ์แบบดั้งเดิม
ส่วนการบีบอัด: การออกแบบระดับเสียงไล่ระดับสีพร้อมกันทำให้การหลอมละลายและไอเสียลดการใช้พลังงานลดลง 15-20%
ส่วนที่เป็นเนื้อเดียวกัน: โครงสร้างร่องสกรูตื้นช่วยเพิ่มการผสมแรงเฉือนและทำให้มั่นใจได้ว่าความผันผวนของอุณหภูมิหลอมเหลวถูกควบคุมภายใน± 1 ℃℃
3. นวัตกรรมการทำงานร่วมกันของการเสริมสร้างโลหะผสมและวิศวกรรมพื้นผิว
การใช้เทคโนโลยีการหล่อแบบแรงเหวี่ยง bimetallic (เช่น Xaloy X-800 series) ชั้นทังสเตนคาร์ไบด์หนา 0.8-1.2 มม. นั้นสวมชุดบนเมทริกซ์ 38Crmoala เพื่อเพิ่มความต้านทานการสึกหรอของกระบอกสกรู 8-10 ครั้ง บริษัท เช่น Jotun ได้แนะนำเทคโนโลยีการสะสมไอ (PVD) เพื่อสร้างการเคลือบ Tialn 3-5μmบนพื้นผิวลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำกว่า 0.15 การผสมผสานวัสดุ "แข็งและยืดหยุ่น" นี้ช่วยให้อุปกรณ์เกินอายุการใช้งาน 12,000 ชั่วโมงเมื่อประมวลผลวัสดุเสริมเส้นใยแก้ว
4. การเพิ่มประสิทธิภาพทางอุณหพลศาสตร์: การปฏิวัติในการจัดการพลังงานแบบวงปิด
การออกแบบขนาดกะทัดรัดของโครงสร้างรูปกรวยจะทำให้เวลาที่อยู่อาศัยหลอมเหลวลดลง (น้อยกว่าอุปกรณ์ดั้งเดิม 25%) และด้วยระบบควบคุมโซนความร้อนที่ฝังตัวมันสามารถบรรลุความแม่นยำในการควบคุมอุณหภูมิ± 0.5 ° C การทดลองที่ Aachen University of Technology ในประเทศเยอรมนีแสดงให้เห็นว่าดัชนีประสิทธิภาพความร้อน (TEI) ถึง 92.7 ซึ่งหมายความว่ามากกว่า 90% ของพลังงานอินพุตจะถูกแปลงเป็นงานที่มีประโยชน์อย่างมีประสิทธิภาพในขณะที่อุปกรณ์ดั้งเดิมมีดัชนีนี้เพียง 78-82% ในเวลาเดียวกันเอฟเฟกต์การทำความสะอาดตัวเองที่เกิดจากช่องไหลเวียนของเกลียวช่วยลดการสะสมของคาร์ไบด์และความถี่ของการทำความสะอาดการปิดระบบลดลง 40%
ผลกระทบทางอุตสาหกรรมและโอกาสในอนาคต
ตามรายงานของ AMR ขนาดของตลาดสกรูสกรูสกรูทั่วโลกจะสูงถึง 2.7 พันล้านเหรียญสหรัฐในปี 2571 โดยมีอัตราการเติบโตต่อปี 6.3% นวัตกรรมการออกแบบนี้กำลังปรับรูปแบบทางเศรษฐกิจของกระบวนการอัดขึ้นรูป: หลังจากผู้ผลิตแผ่นสัตว์เลี้ยงนำอุปกรณ์อัพเกรดมาใช้แล้วต้นทุนพลังงานของหน่วยลดลง 18%กำลังการผลิตเพิ่มขึ้น 22%และระยะเวลาคืนทุนการลงทุนลดลงถึง 14 เดือน ด้วยความก้าวหน้าของระบบควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะที่ขับเคลื่อนด้วย AI และการเคลือบด้วยนาโนคอมโพสิตโครงสร้างเชิงกลแบบคลาสสิกนี้ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องไปสู่ความฉลาดและชีวิตที่ยาวนานเป็นพิเศษ
ปรัชญาการออกแบบของกระบอกกรวยสกรูพิสูจน์ให้เห็นว่าความคืบหน้าของวิศวกรรมเครื่องกลไม่ได้อยู่ในการฟื้นฟูที่ถูกโค่นล้ม แต่ในการวิเคราะห์เชิงลึกและการประยุกต์ใช้กฎหมายทางกายภาพที่แม่นยำ เมื่อกลไกทางเรขาคณิตเทคโนโลยีวัสดุและการควบคุมดิจิตอลดังก้องแม้กระทั่งกระบวนการอัดรีดแบบศตวรรษที่ยังสามารถสร้างการปฏิวัติประสิทธิภาพที่น่าทึ่ง