원추형 트윈 스크류 배럴의 기하학적 구조는 재료의 혼합 및 균질화에 어떤 영향을 줍니까?

원추형 트윈 스크류 배럴의 기하학적 구조는 여러 가지 방법으로 재료의 혼합 및 균질화에 중요한 역할을 합니다.

채널 깊이 및 폭: 스크류 플라이트 사이의 채널 치수는 재료가 겪는 전단 속도를 결정하는 중요한 요소입니다. 좁은 채널은 전단 속도를 증가시켜 더 강력한 혼합 및 분산을 촉진합니다. 이 효과는 점성 물질이나 응집 경향이 있는 첨가제나 충전재를 함유한 물질의 경우 특히 중요합니다. 과도한 압력 축적이나 재료 저하를 유발하지 않고 원하는 수준의 전단을 달성하려면 채널 치수의 균형을 맞추도록 형상을 미세하게 조정해야 합니다.

스크류 피치: 스크류 피치는 배럴을 따라 재료의 축 방향 이동을 제어하고 혼합 동역학에 큰 영향을 미칩니다. 피치가 더 촘촘할수록 재료의 단위 길이당 전단 현상 수가 증가하여 보다 철저한 혼합이 촉진됩니다. 그러나 피치가 지나치게 빡빡하면 마찰 가열 및 전단 응력이 증가하여 잠재적으로 재료 무결성이 손상되거나 용융 저하가 발생할 수 있습니다. 최적의 피치 선택에는 재료 유변학, 가공 조건 및 원하는 혼합 목표에 대한 미묘한 이해가 포함되며, 종종 경험적 테스트 및 유변학적 분석을 통해 정보를 얻습니다.

스크류 구성: 스크류 플라이트를 따라 다양한 혼합 요소를 전략적으로 통합하면 다양한 혼합 메커니즘이 촉진되고 전반적인 혼합 효율성이 향상됩니다. 반죽 블록은 집중적인 전단력과 신장력을 유도하여 분배 및 분산 혼합을 촉진합니다. 역방향 요소는 재료 흐름 패턴을 방해하여 재료 층 간의 계면 접촉을 촉진하여 분산 혼합을 향상시킵니다. 분배 혼합 요소는 혼란스러운 흐름 패턴을 생성하여 계면 면적을 최대화하고 철저한 혼합을 촉진합니다.

배럴 테이퍼: 원추형 트윈 스크류 배럴의 테이퍼 각도는 재료 체류 시간과 흐름 동작에 큰 영향을 미칩니다. 테이퍼가 가파를수록 재료 흐름에 사용할 수 있는 단면적을 줄여 체류 시간을 늘리고 재료 간 혼합 및 상호 작용을 더욱 광범위하게 촉진합니다. 그러나 지나치게 가파른 테이퍼는 재료 정체 또는 불균일한 흐름 분포로 이어질 수 있으므로 혼합 효율성과 재료 처리량의 균형을 맞추기 위해 신중한 최적화가 필요합니다.

온도 제어: 배럴에 통합된 정밀한 온도 제어 메커니즘은 재료 점도 및 흐름 동작을 조절하는 데 중요한 역할을 하여 혼합 효율성에 영향을 미칩니다. 가열 요소는 재료 용융 및 점도 감소를 촉진하여 특히 열가소성 재료의 흐름과 분산을 촉진합니다. 반대로, 냉각 요소는 열에 민감한 재료나 반응성 제제에 중요한 원하는 처리 온도를 유지하면서 과열과 재료 품질 저하를 방지합니다. PID(비례-적분-미분) 컨트롤러 및 열전대 어레이와 같은 고급 온도 제어 시스템을 사용하면 배럴 온도 프로파일을 정밀하게 조절하여 혼합 성능을 최적화하고 일관된 제품 품질을 보장할 수 있습니다.

배럴 길이: 배럴 길이는 재료 체류 시간과 가공 구역 내 혼합 단계 수에 직접적인 영향을 미칩니다. 배럴이 길수록 체류 시간이 늘어나고 추가 혼합 기회가 제공되어 사전 혼합, 분산 및 최종 균질화와 같은 순차적 처리 단계가 용이해집니다. 그러나 배럴 길이가 너무 길면 불필요한 에너지 소비와 체류 시간 분포 문제가 발생할 수 있으므로 가공 목적과 재료 특성을 신중하게 고려해야 합니다.

원추형 트윈 배럴 나사
Conical twin barrel screw