螺杆螺纹的几何形状在几个方面决定机筒的混合和剪切能力方面起着至关重要的作用:
螺距:螺杆螺纹的螺距决定了连续螺纹之间的轴向距离。较小的螺距意味着螺纹之间的距离较短,从而增加螺杆旋转时材料与机筒壁相互作用的频率。这种增强的相互作用通过增强施加在材料上的剪切力来促进更彻底的混合。较短的螺距增加了沿螺杆长度的剪切区域的数量,有利于更大的材料位移和混合。较短螺距的材料会增强分散和混合,这对于最终产品实现均匀的性能至关重要。较大的螺距可能会牺牲一些混合效率,以有利于提高输送能力,因为它允许沿螺杆轴输送更多的材料体积。
螺纹深度:螺纹深度又称螺纹高度,直接影响螺杆携带物料的体积和混合强度。更深的螺纹为物料与筒壁接触提供了更大的表面积,从而有利于更广泛的混合。这种增加的接触面积允许更多的材料暴露于螺杆旋转过程中产生的剪切力,从而促进增强的混合和分散。然而,螺纹越深,驱动螺杆所需的扭矩就越高,因为更大的材料接合会导致阻力增加。虽然更深的飞行提供了卓越的混合能力,但它们可能需要更高的功率输入来维持运行效率。
螺纹宽度:螺杆螺纹的宽度决定了材料接触和剪切的可用表面积。更宽的螺纹在材料和桶壁之间提供了更宽的接触面,有利于更有效的混合和分散。这种增加的接触面积增强了剪切力从螺杆到材料的传递,促进整个机筒的彻底混合。过宽的螺纹可能会导致物料沿筒壁滑移增加,从而可能影响输送效率。优化螺纹宽度涉及在最大化接触面积以增强混合和最小化打滑以保持输送效率之间取得平衡。
螺旋角:螺旋角定义为螺纹沿螺杆轴线的倾斜度,深刻影响物料输送和混合效率。较高的螺旋角会产生更陡的螺纹,从而促进更积极的材料运动并增加机筒内的剪切力。这种增强的剪切作用有利于优异的材料分散和混合,特别有利于加工粘性或剪切敏感材料。螺旋角过陡可能会导致剪切热升高和材料降解,因此需要仔细考虑,以防止对产品质量产生不利影响。较低的螺旋角会降低剪切力的强度,但可以通过最小化沿螺旋轴的材料阻力来提高输送效率。
飞行配置:飞行配置在实现根据应用要求定制的特定混合目标方面发挥着关键作用。前向输送螺纹有利于物料沿螺杆轴输送,确保高效输送,同时促进充分混合。反向输送刮板引起材料向后流动,当材料逆着螺杆旋转方向行进时,使材料受到额外的剪切力,从而增强混合。在飞行设计中加入专门的混合元件,例如捏合块或混合桨,进一步增强了剪切力并促进材料的彻底混合。这些混合元件会破坏材料的流动模式,产生额外的剪切区并增强分子间相互作用,以实现最佳的分散和均匀性。