Η κατανόηση των φυσικών περιγραφών που παρουσιάζονται σε αυτό το κεφάλαιο και μόνο μπορεί να αποδειχθεί επαρκώς επωφελής για πολλούς αναγνώστες και να τους βοηθήσει να βελτιώσουν τις διαδικασίες και τα προϊόντα τους.Ένας πολυμερής εξωθητής χρησιμοποιείται για την τήξη ενός στερεού πολυμερούς και την παροχή του τηγμένου πολυμερούς για διάφορες διαδικασίες διαμόρφωσης ή διαμόρφωσης.Η βίδα είναι το μόνο λειτουργικό εξάρτημα του εξωθητήρα.Όλα τα άλλα εξαρτήματα (μοτέρ, κιβώτιο ταχυτήτων, χοάνη, κάννη και μήτρα, κ.λπ.) παρέχουν απλώς την απαραίτητη υποστήριξη για τη σωστή λειτουργία της βίδας.Οι συνολικές λειτουργίες ενός εξωθητήρα απεικονίζονται παρακάτω.
Η λειτουργία τροφοδοσίας της μεταφοράς του πολυμερούς τροφοδοσίας από τη χοάνη στο κανάλι βίδας λαμβάνει χώρα έξω από τη βίδα και ουσιαστικά δεν εξαρτάται από το σχέδιο της βίδας.Η βίδα εκτελεί τρεις βασικές λειτουργίες: (1) λειτουργία μεταφοράς στερεών, (2) λειτουργία τήξης και (3) λειτουργία μέτρησης ή λειτουργία άντλησης.Οι τρεις λειτουργίες βίδας συμβαίνουν ταυτόχρονα στο μεγαλύτερο μέρος του μήκους της βίδας και είναι έντονα αλληλεξαρτώμενες.Το γεωμετρικό όνομα ενός τμήματος βίδας, όπως το τμήμα τροφοδοσίας, που φαίνεται στο Κεφάλαιο 1.Το Σχ. 1.3, δεν υποδεικνύει απαραίτητα τη μοναδική λειτουργία του τμήματος της βίδας.Για παράδειγμα, το τμήμα τροφοδοσίας δεν εκτελεί μόνο λειτουργία μεταφοράς στερεών, αλλά και λειτουργίες τήξης και μέτρησης.Ο κοχλίας εκτελεί επίσης άλλες δευτερεύουσες λειτουργίες όπως η διανεμητική ανάμειξη, η ανάμειξη διασποράς και ο καθαρισμός ή ομογενοποίηση διάτμησης.Η διανεμητική ανάμειξη αναφέρεται στη χωρική αναδιάταξη διαφορετικών συστατικών και η διασπορά αναφέρεται στη μείωση των μεγεθών των συστατικών όπως περιγράφεται στο Κεφάλαιο 2.Ενότητα 2.6.4.Η διύλιση διάτμησης αναφέρεται στην ομογενοποίηση μορίων πολυμερούς με διάτμηση.Ένας εξωθητήρας μονής βίδας είναι μια συνεχής ογκομετρική αντλία χωρίς ικανότητα ανάμειξης και χωρίς ικανότητα θετικής μεταφοράς.Αυτό που μπαίνει πρώτα σε μια βίδα, βγαίνει πρώτα από τη βίδα.Ένα πολυμερές, ως στερεό ή τήγμα, κινείται προς τα κάτω στο κανάλι της βίδας από τις δυνάμεις που ασκούνται στο πολυμερές από τον περιστρεφόμενο κοχλία και τον ακίνητο κύλινδρο.Δεν υπάρχει μηχανισμός για τη θετική μεταφορά του πολυμερούς κατά μήκος του βιδωτού καναλιού προς τη μήτρα.Η περιστρεφόμενη βίδα αρπάζει το πολυμερές και προσπαθεί να περιστρέψει το πολυμερές με αυτό.Ας υποθέσουμε ότι η κάννη έχει αφαιρεθεί από τον εξωθητή ή έχει λιπαίνεται τέλεια, έτσι ώστε να μην δίνει αντίσταση στην κίνηση του πολυμερούς.Τότε το πολυμερές απλώς περιστρέφεται με τη βίδα με την ίδια ταχύτητα και δεν βγαίνει τίποτα από τη βίδα.Η σταθερή κάννη δίνει δύναμη θραύσης στο περιστρεφόμενο πολυμερές και κάνει το πολυμερές να γλιστράει ελαφρά στην επιφάνεια της βίδας.Το πολυμερές εξακολουθεί να περιστρέφεται με τη βίδα να τρίβεται στην επιφάνεια της κάννης, αλλά με ελαφρώς χαμηλότερη ταχύτητα από τη βίδα, λόγω της ολίσθησης.Η ολίσθηση του πολυμερούς στην επιφάνεια του κοχλία κατά μήκος του καναλιού του κοχλία έχει ως αποτέλεσμα έναν ρυθμό εξόδου.Μια λιπασμένη επιφάνεια βίδας αυξάνει τον ρυθμό εξόδου, αλλά μια λιπασμένη επιφάνεια κάννης μειώνει επιζήμια τον ρυθμό εξόδου.Είναι ξεκάθαρα κατανοητό γιατί οι βίδες του εμπορίου είναι πολύ γυαλισμένες και γιατί προτιμώνται οι αυλακωτές κάννες στο τμήμα τροφοδοσίας.Αν και πολλές εμπορικές πρακτικές αναπτύχθηκαν εμπειρικά και όχι βασισμένες σε θεωρητικές αναλύσεις, σίγουρα συμφωνούν με τις υποκείμενες θεωρητικές έννοιες.Οι μηχανισμοί μέσα σε έναν εξωθητήρα μονής βίδας μελετώνται εξετάζοντας τις διατομές πολυμερούς κατά μήκος του καναλιού του κοχλία που λαμβάνονται από «πειράματα κατάψυξης βιδών».Σε ένα πείραμα κατάψυξης βιδών που πρωτοστάτησε ο Maddock [1], η βίδα λειτουργεί για να επιτευχθεί μια λειτουργία σταθερής κατάστασης.Στη συνέχεια, η βίδα σταματά και εφαρμόζεται υδρόψυξη στην κάννη (και επίσης στη βίδα αν είναι δυνατόν) για να παγώσει το πολυμερές μέσα στο κανάλι της βίδας.Η κάννη θερμαίνεται ξανά για να λιώσει το πολυμερές και η βίδα ωθείται έξω από την κάννη καθώς το πολυμερές αρχίζει να λιώνει στην επιφάνεια της κάννης.Στη συνέχεια, η στερεοποιημένη λωρίδα πολυμερούς αφαιρείται από το κανάλι της βίδας και κόβεται σε πολλές θέσεις για να εξεταστούν οι διατομές κατά μήκος του βιδωτού καναλιού.Μερικά χρωματιστά σφαιρίδια αναμειγνύονται στην τροφοδοσία για να απεικονίσουν τον μηχανισμό τήξης και το σχέδιο ροής.Τα χρωματιστά σφαιρίδια διατηρούν τα σχήματά τους εάν παρέμειναν ως στερεά μέσα στη συμπαγή κλίνη πριν σταματήσει η βίδα, αλλά κουρεύτηκαν και γίνονται ραβδώσεις μέσα στη δεξαμενή τήγματος εάν είχαν λιώσει πριν σταματήσει η βίδα.
Ώρα δημοσίευσης: Ιουν-16-2019