📢 Рифлёные смесители — Maddock, Egan и секрет «Золотого угла»
Продолжаем разбор дисперсионных смесителей. Сегодня поговорим о «рифлёнке» — самой популярной группе устройств для борьбы с непроплавом и гелями.
Как это работает?
Представьте систему тупиковых каналов: есть входные (куда затекает расплав) и выходные (откуда он уходит дальше). Между ними стоит «барьер» — узкий зазор. Чтобы покинуть смеситель, каждый грамм полимера обязан протиснуться через этот барьер. Именно в этот момент происходит интенсивное дробление частиц.
🏗 Эволюция конструкций:
1️⃣ Смеситель Egan (Рис. 1): Один из первопроходцев. Его каналы расположены по спирали. Это уже тогда было шагом в сторону снижения давления.
2️⃣ Миксер LeRoy (или знаменитый Maddock) (Рис. 2): Самый массовый тип смесителя в мире.
• Плюс: Он прост и эффективен.
• Минусы: Каналы в нем прямые (угол 90°). Из-за этого у него нет способности к перекачке, что создает высокий перепад давления. Также полукруглые канавки часто имеют плохую обтекаемость на концах, что создает зоны застоя.
🌡 Ловушка давления: почему «горячо» — не всегда «хорошо»?
Важнейшее правило дизайна смесителей: избегайте высокого перепада давления! И вот почему:
• Высокое давление ➡️ Растет температура расплава ➡️ Падает вязкость.
• Когда вязкость падает, «ударная сила» сдвига снижается, и дисперсионное смешивание становится менее эффективным.
• Плюс растет риск деградации (подгорания) материала.
📐 Секрет «Золотого угла» (Рис. 3):
Исследования показывают, что угол наклона спирали каналов критически влияет на давление.
• Угол 90° (Maddock) — плохо.
• Угол 30° (Egan) — тоже не идеал.
• Оптимальный угол для пластиков — около 45–50°. Именно при таком наклоне достигается баланс между качеством смешивания и минимальным сопротивлением.
🦊 Смеситель Zorro: высшая ступень эволюции (Рис. 4)
Чтобы убрать недостатки Maddock, был создан смеситель Zorro. Его особенности:
• Переменный угол спирали: Входной канал широкий в начале, а выходной — в конце. Это обеспечивает идеальную обтекаемость.
• Сужающиеся каналы: Глубина каналов плавно сводится к нулю, что исключает «зависание» материала и его деградацию.
Итог дня: Если ваш экструдер «давится» давлением и перегревает расплав, возможно, ваш Maddock стоит заменить на более современный Zorro или спиральный аналог с углом 45°.
Завтра разберем тяжелую артиллерию — планетарные редукторные смесители! ⚙️
#экструзия #полимеры #шнек #Maddock #Zorro #дисперсия #технология #производство #инженер #термопласты
