Trong lĩnh vực khoa học vật liệu đang phát triển nhanh chóng, hiệu quả và độ chính xác của nghiên cứu trong phòng thí nghiệm ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển và ứng dụng vật liệu mới. Để xử lý và biến đổi polyme, công nghệ ép đùn đóng một vai trò then chốt. Máy đùn phòng thí nghiệm được thiết kế tốt, hiệu suất cao đóng vai trò là công cụ không thể thiếu cho các nhà nghiên cứu. Bài viết này xem xét các tính năng và khả năng của máy đùn trục vít đôi quay đồng trục 20 mm đáng chú ý, nêu bật cách thiết kế mô-đun, kỹ thuật phức tạp và chức năng mạnh mẽ của nó giúp các nhà khoa học khám phá các khả năng vật liệu.
Nhỏ gọn nhưng mạnh mẽ: Triết lý thiết kế của máy đùn 20mm
Máy đùn trục vít đôi đồng trục 20mm kế thừa các nguyên tắc thiết kế của phiên bản 26mm lớn hơn, đồng thời mang lại dấu chân nhỏ gọn hơn, lý tưởng cho các phòng thí nghiệm có không gian hạn chế. Tính năng cốt lõi của nó là thiết kế thùng "vỏ sò" có tính mô-đun cao. Mỗi phần thùng có chiều dài 4D (80mm), với cấu hình tiêu chuẩn từ 32 L/D đến 52 L/D, cùng với các tùy chọn về độ dài tùy chỉnh để đáp ứng các yêu cầu nghiên cứu cụ thể. Hệ thống cung cấp hai tùy chọn công suất truyền động: 5,5kW và 11kW, đáp ứng các cường độ xử lý khác nhau.
Thiết kế mô-đun và cấu hình linh hoạt: Nghệ thuật của hệ thống trục vít và thùng
1. Kiến trúc hệ thống trục vít tinh vi
Là "trái tim" của máy đùn, thiết kế trục vít ảnh hưởng rất lớn đến việc trộn, tạo dẻo và vận chuyển vật liệu. Máy đùn 20 mm này có hệ thống vít mô-đun được lắp ráp từ các bộ phận riêng lẻ được kết nối thông qua trục cứng hình lục giác. Các khối nhào độc lập cung cấp nhiều tùy chọn góc, cho phép các nhà nghiên cứu tùy chỉnh cấu hình trục vít tối ưu dựa trên đặc tính polyme và mục tiêu xử lý. Mức độ tùy chỉnh cao này cho phép xử lý chính xác và trộn hiệu quả.
Các bộ phận trục vít được sản xuất từ thép công cụ cao cấp được xử lý tôi cứng hoàn toàn. Để đảm bảo kéo dài tuổi thọ hoạt động, độ cứng của chúng thấp hơn một chút so với lớp lót thùng, đạt được sự cân bằng giữa độ bền của bộ phận và tuổi thọ của lớp lót thùng.
2. Thiết kế thùng vỏ sò thân thiện với người dùng
Thiết kế thùng vỏ sò thể hiện một sự đổi mới đáng kể, có cấu hình phân chia ở giữa cho phép nửa trên mở ra sau khi nới lỏng các bu lông thùng. Thiết kế này giúp đơn giản hóa đáng kể việc làm sạch vít, thay thế và bảo trì ống lót thùng. Trong quá trình vận hành, các nhà nghiên cứu có thể quan sát trực tiếp dòng chảy nóng chảy và đặc tính kết hợp polyme, cung cấp phản hồi trực quan có giá trị để tối ưu hóa quy trình.
Phần thùng phía trên được cân bằng chính xác, cần lực tối thiểu để mở đồng thời ngăn chặn việc vô tình đóng lại, đảm bảo an toàn cho người vận hành.
3. Kiểm soát nhiệt độ chính xác và làm mát hiệu quả
Mỗi vùng thùng kết hợp cả hệ thống làm mát bằng nước và sưởi ấm bằng điện để điều chỉnh nhiệt độ chính xác. Hệ thống làm mát bằng nước hoạt động thông qua các kênh phức tạp bên trong mô-đun thùng, được điều khiển bằng van điện từ độc lập và bộ điều khiển nhiệt độ. Sự kết hợp giữa sưởi ấm bằng điện công suất cao và làm mát bằng nước hiệu quả cho phép điều chỉnh nhiệt độ nhanh chóng khi thay đổi điều kiện xử lý, giảm đáng kể thời gian phát triển quy trình.
Biến thể hiệu suất cao: Maxi20Compounder
Đối với các ứng dụng yêu cầu công suất và mô-men xoắn cao hơn, biến thể Maxi20Compounder cung cấp công suất truyền động 11kW và tốc độ trục vít tối đa 1200 vòng/phút. Ưu điểm chính của nó nằm ở thiết kế hộp số mô-men xoắn cao có thêm trục bánh răng hỗ trợ. Hệ thống bao gồm bôi trơn cưỡng bức được cung cấp bởi bơm bánh răng bên ngoài và được làm mát bằng bộ trao đổi nhiệt dạng tấm lớn, đảm bảo độ ổn định và độ tin cậy dưới tải nặng.
Hệ thống hạ nguồn toàn diện và các thành phần phụ trợ
1. Hệ thống khuôn và xả đa năng
Cấu hình tiêu chuẩn bao gồm một khuôn hai sợi được gắn trên mặt bích có bản lề và được kết nối với thùng bằng hai bu lông. Đầu nòng có bộ thay đổi màn hình có thể tháo rời dễ dàng hỗ trợ cả chế độ hoạt động có màn hình và không có màn hình. Thiết kế khuôn sợi mới giảm thiểu thể tích bên trong để làm sạch dễ dàng hơn, đặc biệt thích hợp cho việc thay đổi màu sắc thường xuyên hoặc sản xuất hàng loạt nhỏ.
Để tích hợp với các thiết bị hạ nguồn (chẳng hạn như cuộn làm lạnh), bộ chuyển đổi có kẹp chữ C có thể thay thế khuôn sợi gắn mặt bích.
2. Tùy chọn cho ăn bên linh hoạt
Bộ cấp liệu bên vít đơn hoặc vít đôi tùy chọn có thể được gắn trực tiếp vào các mặt của mô-đun thùng, yêu cầu các mô-đun thùng đặc biệt có lỗ và phích cắm. Máy đùn cung cấp nhiều mô-đun cấp liệu bên được cắm sẵn để có được vị trí nạp liệu linh hoạt tối ưu. Bộ cấp liệu bên sử dụng vít đôi 20 mm với tỷ lệ L/D là 7 và bộ truyền động có tốc độ thay đổi, với thùng làm mát bằng nước theo tiêu chuẩn.
3. Hệ thống cấp liệu chính đáng tin cậy
Hệ thống cấp liệu tiêu chuẩn bao gồm một phễu định lượng bằng thép không gỉ với một vít đơn và cánh khuấy phía trên vít cấp liệu. Cho ăn bằng vít đôi là tùy chọn. Vít cấp liệu được dẫn động bởi động cơ bánh răng AC tần số thay đổi 0,3kW với bộ điều khiển tốc độ kỹ thuật số, được đặt trong tủ điều khiển.
4. Hệ thống thông gió được tối ưu hóa
Cấu hình 32 L/D bao gồm một vùng thông hơi tiêu chuẩn, trong khi các mẫu 40 L/D và dài hơn có hai vùng thông hơi (một dành cho thông gió chân không và một dành cho thông gió khí quyển). Cả hai lỗ thông hơi đều có thể chứa lỗ thông hơi chân không. Hệ thống chân không bao gồm vỏ thông hơi bằng thép không gỉ có cửa sổ quan sát, van điều chỉnh chân không và đồng hồ đo áp suất, cùng với bẫy nhựa để tránh tắc nghẽn đường bơm. Vỏ kết nối với hai bộ lọc chân không lớn và bơm chân không kiểu cánh gạt được lắp ở tủ dưới.
An toàn và Kiểm soát: Giám sát Quy trình Toàn diện
1. Bảo vệ quá tải mạnh mẽ
Tất cả các máy đùn trục vít đôi 20 mm đều kết hợp động cơ truyền động 5,5kW với bộ giới hạn mô-men xoắn. Nếu xảy ra tình trạng quá tải vít, bộ giới hạn mô-men xoắn ngay lập tức ngắt khớp nối động cơ trong khi các cảm biến dừng động cơ, kèm theo đèn cảnh báo cho biết vít quá tải.
2. Cảm biến chính xác và điều khiển thông minh
Đầu vít chứa cảm biến áp suất 300 bar và nhiệt độ nóng chảy. Cảm biến tan chảy bổ sung được lắp đặt ở mọi mô-đun thùng khác, với dữ liệu được hiển thị trên các chỉ báo nhiệt độ kỹ thuật số của bảng điều khiển (bốn cho kiểu 32 L/D, năm cho kiểu 40 L/D).
Bảng điều khiển bao gồm các chỉ báo tốc độ kỹ thuật số (cho vít chính và vít cấp liệu) với các nút điều chỉnh lên/xuống, cộng với màn hình mô-men xoắn kỹ thuật số (hiển thị phần trăm mô-men xoắn cực đại).
3. Chỉ báo cảnh báo toàn diện
Hệ thống đèn cảnh báo hiển thị rõ ràng: quá áp suất đầu vít, áp suất nước làm mát thấp, thùng vỏ sò mở, quá tải động cơ, quá tải bộ giới hạn mô-men xoắn, quá tải bộ cấp liệu và không đạt được nhiệt độ cài đặt do bộ phận làm nóng bị hỏng.
4. Kiểm soát nhiệt độ PID độc lập
Tủ phía dưới chứa một bảng điều khiển chuyên dụng với các bộ điều khiển PID tự điều chỉnh kỹ thuật số độc lập (một cho mỗi vùng thùng và một cho khuôn). Chúng bao gồm các tính năng an toàn ngăn chặn việc khởi động máy đùn cho đến khi đạt đến nhiệt độ cài đặt và tự động dừng hoạt động nếu nhiệt độ giảm xuống dưới giới hạn đặt trước.
Tùy chọn vật liệu và cải tiến hiệu suất
1. Lựa chọn vật liệu chống mài mòn và ăn mòn
Máy đùn tiêu chuẩn có trục vít mô-men xoắn cao, với nhiều tùy chọn vật liệu cho các ứng dụng chuyên dụng:
2. Ưu điểm về hiệu suất của Maxi20Compounder
Động cơ truyền động 11kW của Maxi20Compounder cho phép tốc độ trục vít lên tới 1200 vòng/phút. Hộp số mô-men xoắn cao của nó sử dụng dầu bôi trơn cưỡng bức thông qua bơm bánh răng và bộ trao đổi nhiệt dạng tấm lớn, được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng có công suất cao.
Điểm chuẩn năng lực sản xuất
Bảng sau trình bày dữ liệu thông lượng cho kiểu LTE20-40 (40 L/D, động cơ 5,5kW, 800 vòng/phút) khi xử lý các loại polyme khác nhau:
| Loại polyme | Chỉ số dòng chảy tan chảy (g/10 phút) | Thông lượng tối đa (lb/giờ) | Công suất tối đa (kg/giờ) | Tải động cơ (%) | Tốc độ trục vít (vòng/phút) | Phạm vi nhiệt độ thùng ° C (từ vùng cấp liệu) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| LDPE | 20 | 46 | 21 | 83 | 800 | 150-180 |
| HDPE | 15 | 59 | 27 | 84 | 800 | 180-200 |
| THÚ CƯNG* | -46 | 21 | 84 | 800 | 280-300 | |
| NYLON* | -33 | 15 | 84 | 800 | 260-280 | |
| ABS* | 18 | 59 | 27 | 85 | 800 | 220-240 |
| GPPS | 8 | 70 | 32 | 71 | 800 | 220-240 |
| HÔNG | 8 | 72 | 33 | 74 | 800 | 210-230 |
| PP | 11 | 39 | 18 | 58 | 800 | 220-240 |
| POM | 9 | 66 | 30 | 83 | 800 | 220-240 |
| Máy tính* | 19 | 39 | 18 | 85 | 800 | 270-290 |
*Lưu ý: Các polyme được đánh dấu sao có thể yêu cầu các điều kiện xử lý hoặc chất phụ gia đặc biệt.
Phần kết luận
Máy đùn trục vít đôi đồng trục 20 mm, với thiết kế tinh xảo, tính mô-đun cao, tùy chọn cấu hình linh hoạt và hiệu suất mạnh mẽ, là giải pháp lý tưởng cho nghiên cứu trong phòng thí nghiệm. Cho dù dành cho các nghiên cứu cơ bản, phát triển vật liệu mới hay sản xuất thử nghiệm quy mô nhỏ, nó đều cung cấp cho các nhà nghiên cứu một nền tảng xử lý ổn định, đáng tin cậy và hiệu quả để thúc đẩy đổi mới khoa học vật liệu.
english
français
Deutsch
Italiano
Русский
Español
português
Nederlandse
ελληνικά
日本語
한국
العربية
हिन्दी
Türkçe
indonesia
tiếng Việt
ไทย
বাংলা
فارسی
polski