Hlavný mechanizmus hnetacieho stroja
A hnetací stroj funguje tak, že využíva pár protibežných lopatiek (typicky lopatky v tvare Z alebo Sigma), ktoré pracujú pri rôznych rýchlostiach v rámci žľabu v tvare W. Primárnym cieľom je podrobiť vysoko viskózne alebo polotuhé materiály intenzívne strihanie, skladanie a stláčanie . Na rozdiel od štandardných mixérov, ktoré iba premiestňujú materiál, hnetač tlačí hmotu cez úzke medzery medzi lopatkami a stenami žľabu, čím zaisťuje homogénnu zmes ingrediencií, ktoré sú inak odolné voči prúdeniu.
Diferenciálna rýchlosť a protirotácia
Srdce z hnetací stroj spočíva v jeho dynamike čepele. Väčšina priemyselných jednotiek využíva dva horizontálne hriadele. Tieto hriadele sa neotáčajú rovnakou rýchlosťou; zvyčajne pomer 1,5:1 alebo 2:1 sa aplikuje medzi "rýchlu" čepeľ a "pomalú" čepeľ.
Prečo na diferenciálnej rýchlosti záleží
Keď sa lopatky otáčajú smerom k sebe, diferenciálna rýchlosť vytvára "stieraciu" akciu. To zabraňuje tomu, aby sa materiál jednoducho prilepil na jednu čepeľ a točil sa v kruhu. Namiesto toho materiál neustále prechádza z jednej čepele na druhú, čo zabezpečuje, že každá častica je vystavená rovnakému množstvu mechanickej práce.
V štandardnom 500-litrovom objeme hnetací stroj lopatky sa môžu otáčať približne rýchlosťou 30 a 20 otáčok za minútu. Tento zámerný nesúlad je to, čo uľahčuje skladanie potrebné pre ťažké gumy, silikónové tmely a uhlíkové pasty.
Úloha vysokého strihu a klírensu
Miešanie v a hnetací stroj sa vyskytuje najintenzívnejšie v „bodoch zovretia“. Sú to mikroskopické medzery medzi špičkou čepele a vnútorným povrchom miešacieho žľabu.
- Vzdialenosť medzi čepeľou a stenou sa zvyčajne udržiava medzi nimi 1 mm a 5 mm , v závislosti od veľkosti stroja.
- Keď čepeľ prejde okolo steny, "strihne" materiál a rozbije aglomeráty prášku alebo pigmentu.
- Táto šmyková sila je nevyhnutná na dispergovanie jemných častíc do hrubej polymérnej bázy, čo je úloha, ktorú by vrtuľa alebo lopatkové miešadlo nikdy nedokázali.
Termodynamika a riadenie teploty
Pretože a miesiaci stroj vykonáva toľko mechanickej práce, že vytvára značné množstvo tepla vyvolaného trením. Riadenie tejto teploty je rozhodujúce pre materiály, ktoré môžu predčasne degradovať alebo vulkanizovať.
| Funkcia | Mechanizmus | Účel |
|---|---|---|
| Žľab s plášťom | Dvojstenná konštrukcia | Cirkulujúca para alebo chladiaca voda |
| Duté čepele | Vnútorné tekutinové kanály | Priame chladenie materiálu jadra |
| Vákuový systém | Utesnená komora s čerpadlom | Odstránenie vzduchových bublín a vlhkosti |
Metódy vypúšťania materiálu
Raz hnetací stroj dosiahol požadovanú konzistenciu, materiál sa musí odstrániť. Kvôli vysokej viskozite to nie je také jednoduché ako otvorenie ventilu. Existujú tri hlavné spôsoby, ako sa to dá zvládnuť:
- Naklápanie nádrže: Celý žľab v tvare U sa nakláňa dopredu hydraulickým systémom, zvyčajne až o 90 alebo 110 stupňov, čo umožňuje vypadávanie materiálu.
- Spodný výtok: Otvorí sa posuvný ventil alebo klapka na dne žľabu, ktorá sa používa pre materiály, ktoré ešte majú určitú schopnosť gravitačného toku.
- Skrutkové vytláčanie: Vypúšťacia skrutka je umiestnená v samostatnom kryte pod miešacími lopatkami. Táto skrutka sa môže počas miešania obrátiť, aby pomohla procesu, a potom bežať dopredu, aby vytlačila hotový výrobok v súvislom páse alebo lane.
Odolnosť konštrukcie a krútiaci moment
Prevádzka a hnetací stroj vyžaduje veľký krútiaci moment. Priemyselné jednotky používajú vysokovýkonné prevodovky a motory, ktoré dokážu zvládnuť odolnosť materiálov, ako je základ žuvačky alebo BMC (Bulk Molding Compound). Hriadele sú často vyrobené z kovanej ocele a čepele sú vystužené zliatinami odolnými voči opotrebovaniu, aby vydržali konštantné brúsne a ťažné sily vo výrobnom cykle 24/7.
