Hãy tưởng tượng một cơ sở sản xuất ống nhựa nơi hai máy đùn hoạt động song song: một máy trục vít đơn truyền thống, máy còn lại là một mô hình trục vít đôi hiệu quả cao. Trong khi máy trước gặp khó khăn với hỗn hợp khô PVC, thường xuyên gặp sự cố tắc nghẽn và các vấn đề về chất lượng, thì máy sau xử lý vật liệu một cách dễ dàng, mang lại sản lượng cao hơn, tiêu thụ năng lượng thấp hơn và giảm nhu cầu về các chất phụ gia đắt tiền. Đây không phải là giả thuyết mà là một minh chứng thực tế về hiệu suất vượt trội của máy đùn trục vít đôi trong sản xuất ống, đặc biệt là trong quá trình xử lý PVC.
Máy đùn trục vít đôi, còn được gọi là máy đùn trục vít đôi, đại diện cho một thiết bị quan trọng trong quá trình xử lý polyme. So với máy đùn trục vít đơn, chúng mang lại những lợi thế đáng kể trong việc vận chuyển, trộn, hóa dẻo và khử khí vật liệu—đặc biệt khi xử lý các vật liệu nhạy cảm với lực cắt, polyme có đặc tính dòng chảy kém hoặc các vật liệu chứa các thành phần dễ bay hơi. Trong sản xuất ống, máy đùn trục vít đôi được ứng dụng rộng rãi trong việc xử lý nhiều loại vật liệu khác nhau bao gồm polyvinyl clorua (PVC) và polyolefin (PO), với tầm quan trọng của chúng được thể hiện rõ nhất trong sản xuất ống PVC.
Máy đùn trục vít đôi chủ yếu bao gồm một hệ thống truyền động, bộ phận đùn, hệ thống gia nhiệt/làm mát, hệ thống điều khiển và thiết bị phụ trợ. Các thành phần cốt lõi của chúng là hai trục vít lồng vào nhau có thể quay theo cùng một hướng hoặc ngược chiều nhau. Dựa trên mức độ ăn khớp của trục vít, chúng có thể được phân loại là loại ăn khớp hoặc không ăn khớp. Máy đùn trục vít đôi ăn khớp mang lại khả năng vận chuyển và hiệu quả trộn vượt trội, khiến chúng trở nên lý tưởng để xử lý PVC, trong khi các mô hình không ăn khớp phù hợp hơn với các vật liệu nhạy cảm với lực cắt.
Vật liệu đi vào thông qua cổng nạp và được vận chuyển về phía trước bởi các trục vít quay. Đồng thời, thông qua ma sát giữa các trục vít và xi lanh cộng với gia nhiệt bên ngoài, vật liệu dần dần nóng lên, tan chảy và hóa dẻo. Thiết kế chuyên biệt của trục vít đảm bảo trộn và cắt kỹ lưỡng trong quá trình vận chuyển, đạt được sự phân bố đồng đều và hóa dẻo tối ưu. Cuối cùng, vật liệu nóng chảy thoát ra qua khuôn để tạo thành hình dạng ống mong muốn. Trong quá trình đùn, các thành phần dễ bay hơi có thể được loại bỏ thông qua các cổng thông hơi, nâng cao chất lượng sản phẩm.
Ống PVC được sử dụng rộng rãi trong xây dựng, hệ thống ống nước và các ngành công nghiệp hóa chất nhờ khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, khả năng chịu áp lực và tính hiệu quả về chi phí. Tuy nhiên, PVC đặt ra những thách thức trong quá trình xử lý vì nó dễ bị phân hủy và suy thoái. Máy đùn trục vít đôi đã trở thành thiết bị được lựa chọn để sản xuất ống PVC nhờ một số ưu điểm độc đáo.
Không giống như máy đùn trục vít đơn dựa vào ma sát giữa vật liệu và xi lanh, các mô hình trục vít đôi sử dụng vận chuyển dịch chuyển dương. Các trục vít lồng vào nhau tạo ra các buồng hình chữ C tuần tự, buộc vật liệu tiến lên độc lập với các đặc tính ma sát. Điều này đặc biệt có giá trị đối với hỗn hợp khô PVC, có đặc tính dòng chảy kém và có xu hướng trượt trong hệ thống trục vít đơn.
Thiết kế trục vít phức tạp kết hợp các yếu tố chuyên biệt như khối cắt và răng trộn, giúp phân tán hiệu quả các chất màu, chất độn và chất phụ gia đồng thời tạo ra đủ lực cắt thông qua khe hở xi lanh hẹp để đảm bảo hóa dẻo kỹ lưỡng—điều này rất quan trọng để đạt được các đặc tính cơ học và chất lượng bề mặt ống PVC tối ưu.
Thiết kế trục vít tự lau chùi ngăn chặn sự tích tụ và phân hủy vật liệu bằng cách duy trì một lớp màng vật liệu mỏng giữa các trục vít và xi lanh. Phân bố thời gian lưu ngắn đảm bảo gia nhiệt đồng đều, loại bỏ các điểm nóng. Những đặc điểm này cho phép giảm đáng kể việc sử dụng chất ổn định nhiệt, giảm chi phí sản xuất.
Loại bỏ bước tạo hạt cần thiết trong các quy trình thông thường, máy đùn trục vít đôi có thể xử lý trực tiếp hỗn hợp khô PVC, giảm cả chi phí sản xuất (từ 15-20%) và lịch sử nhiệt đồng thời giảm thiểu khả năng nhiễm bẩn từ quá trình xử lý trung gian.
Máy đùn trục vít đôi hiện đại kết hợp các công nghệ tiết kiệm năng lượng như động cơ hiệu suất cao và hệ thống kiểm soát nhiệt độ thông minh. Khả năng thông lượng cao của chúng thường cho phép một dây chuyền trục vít đôi thay thế hai thiết lập trục vít đơn, tiết kiệm cả vốn đầu tư và không gian sàn.
Những máy này cung cấp khả năng tùy chỉnh đặc biệt thông qua bước vít, khe hở và cấu hình phần tử có thể điều chỉnh. Các tính năng bổ sung như thông hơi chân không để loại bỏ các chất dễ bay hơi và khử khí giai đoạn đầu giúp tăng cường hơn nữa chất lượng sản phẩm.
Trong khi máy đùn trục vít đơn vẫn phổ biến để xử lý polyolefin, hiệu suất của chúng với PVC thấp hơn đáng kể so với khả năng của trục vít đôi. Bảng sau đây làm nổi bật những khác biệt chính:
| Đặc điểm | Máy Đùn Trục Vít Đôi (PVC) | Máy Đùn Trục Vít Đơn (PO) |
|---|---|---|
| Dạng Vật Liệu | Hỗn hợp khô | Viên |
| Cơ Chế Vận Chuyển | Dịch chuyển dương | Kéo ma sát |
| Hiệu Quả Bơm | Cao | Thấp |
| Khả Năng Tự Làm Sạch | Mạnh (lồng vào nhau) | Không có |
| Yêu Cầu Chất Ổn Định | Thấp | Cao (hỗn hợp khô PVC) |
| Xử Lý Hỗn Hợp Khô | Tuyệt vời | Kém (vấn đề cho ăn) |
| Tiêu Thụ Năng Lượng Riêng | Có khả năng thấp hơn | Có khả năng cao hơn |
| Sản Lượng | Cao | Thấp (hỗn hợp khô) |
| Phân Bố Thời Gian Lưu | Hẹp | Rộng |
Các thông số chính để lựa chọn thiết bị bao gồm:
Các xu hướng mới nổi bao gồm:
Máy đùn trục vít đôi đã khẳng định vị thế của mình là công cụ không thể thiếu trong sản xuất ống, đặc biệt là đối với các ứng dụng PVC. Những lợi thế công nghệ của chúng chuyển đổi trực tiếp thành hiệu quả sản xuất, chất lượng sản phẩm và tiết kiệm chi phí. Khi sự đổi mới tiếp tục nâng cao khả năng của chúng, những máy này chắc chắn sẽ duy trì vị trí dẫn đầu trong công nghệ xử lý polyme.
