Extrusoras doble tornillo
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Extrusoras de doble husillo
Las extrusoras de doble husillo se desarrollaron y patentaron por primera vez a fines de la década de 1930; el trabajo de desarrollo original fue realizado por Colombo (co-rotación) y Pasquetti (contra-rotación). Las extrusoras de doble tornillo se pueden clasificar de la siguiente manera.
1. No entrelazado. A veces se las denomina extrusoras de doble husillo tangencial y son en realidad dos extrusoras de un solo husillo pero con un solo cilindro. Este tipo de máquina es de poca utilidad para mezclar.
2. Entrelazado. Este tipo de extrusora de doble husillo se puede clasificar además como:
(a) co-rotatoria o contrarrotante dependiendo del movimiento relativo de los tornillos entre sí
(b) conjugado (muy entrecruzado) o no conjugado (entrelazado débilmente)
c) paralelos o cónicos, según la forma del tornillo.
Los procesos de composición continua requieren una alimentación continua, que se logra mediante el uso de sistemas de alimentación volumétricos o gravimétricos (pérdida de peso). Los sistemas gravimétricos son más precisos pero más caros. Los dosificadores volumétricos deben calibrarse antes de su uso para garantizar que, si se alteran las condiciones del proceso, se pueda mantener la composición correcta del alimento. Normalmente, las extrusoras de doble tornillo se alimentan de hambre. Las velocidades del tornillo principal y del tornillo alimentador se ajustan para obtener una calidad óptima. Las modernas máquinas de engrane a menudo se basan en un sistema de componentes de cilindro y tornillo segmentados, lo que permite el desarrollo de geometrías de cilindro y tornillo específicas que se adaptan a una amplia gama de compuestos. Las ventajas de las extrusoras de doble husillo sobre las máquinas de un solo tornillo, en el caso de los tornillos engranados, incluyen:
1. bombeo más positivo
2. mejor mezcla
3. menos sensibilidad a la presión de la cabeza del troquel
Los principios de funcionamiento dependen en gran medida de la configuración particular de la máquina que se utilice. Es necesario, como consecuencia de la naturaleza de engrane de los tornillos, que un tramo pase libremente por el canal del otro. Con tornillos que giran en sentido contrario, en la región de engrane, el vuelo de un tornillo entra en el canal del otro y permanece en la misma posición con respecto a los flancos (lados del canal) del otro tornillo en toda la región. Las paletas, con respecto al punto de engrane, se mueven en la misma dirección y, como consecuencia, la forma de las paletas no es importante con respecto al funcionamiento mecánico de las máquinas. En el caso de paletas de sección rectangular, la holgura entre los flancos de las paletas se mantiene en toda la región de engrane. Si los tornillos están perfectamente conjugados, esto genera una acción de bombeo muy positiva, quedando el material retenido en la cámara en forma de 'C' formada. Sin embargo, esto conduce a algunos problemas con respecto a la mezcla, siendo más fácil generar una mezcla homogénea si se permite que el material de una cámara entre en otra. Existen las siguientes formas de evitar estos problemas. 1. Aumentar las holguras, es decir reducir el grado de conjugación. Esto, sin embargo, reduce la eficiencia de bombeo. 2. Cambia la forma de los vuelos. Un ejemplo de esto son los vuelos trapezoidales. En el plano de los tornillos, las paletas están perfectamente conjugadas, pero una vez fuera de esta posición, debido a los flancos angulosos, los juegos se abren. Esto permite el flujo de una cámara a otra. Sin embargo, la conjugación en el plano de los tornillos asegura que la masa fundida no pueda girar con los tornillos y, por tanto, todavía se consigue un buen bombeo. 3. Introducción de secciones de mezcla, siendo estas regiones del tornillo donde se reduce el grado de conjugación. 4. Utilice vuelos divididos o interrumpidos. 5. Utilice múltiples secciones de inicio y cambios de tono. Las zonas de alto cizallamiento están presentes entre los flancos (lados) de los vuelos, lo que posiblemente dé lugar a problemas relacionados con la temperatura excesiva y la degradación. La geometría del tornillo en el caso de las máquinas co-rotativas es más compleja que la de las máquinas contrarrotativas. Esto surge del movimiento relativo de los vuelos. Para conjugar, las paletas deben tener flancos angulados, utilizándose paletas trapezoidales. Con respecto a la mezcla, debido a las posiciones de los tramos en la región de engrane, se producen flujos entre canales, teniendo los canales de tornillo una geometría en forma de ocho. Como resultado de la facilidad de flujo alrededor de los tornillos, la presión alrededor del tornillo es bastante constante. No existen zonas de alto cizallamiento como ocurre con los sistemas contrarrotativos. Los tornillos aún están conjugados y por lo tanto se obtiene un bombeo positivo, junto con una acción de autolimpieza. La mezcla se puede lograr mediante el uso de secciones de mezcla especiales o mediante el truncamiento de los tramos, la capacidad de mezcla en este caso se expresa como:
e - E
m = --------
p -2E
donde p es el paso del tornillo, E es el ancho de la parte superior de los vuelos y e es el ancho de la base del canal del tornillo.