Het kernmechanisme van een kneedmachine
EEN kneedmachine werkt door gebruik te maken van een paar tegengesteld draaiende bladen (meestal Z-vormige of Sigma-bladen) die op verschillende snelheden werken in een W-vormige trog. Het primaire doel is om materialen met een hoge viscositeit of halfvaste materialen te onderwerpen intens knippen, vouwen en compressie . In tegenstelling tot standaardmixers die alleen maar materiaal verplaatsen, perst een kneder de substantie door smalle openingen tussen de messen en de wanden van de trog, waardoor een homogeen mengsel van ingrediënten wordt gegarandeerd die anders bestand zijn tegen stroming.
Differentiële snelheid en tegenrotatie
Het hart van de kneedmachine ligt in de bladdynamiek. De meeste industriële eenheden maken gebruik van twee horizontale assen. Deze assen draaien niet met dezelfde snelheid; meestal een verhouding van 1,5:1 of 2:1 wordt aangebracht tussen het "snelle" mes en het "langzame" mes.
Waarom differentiële snelheid belangrijk is
EENs the blades rotate toward each other, the differential speed creates a "wiping" action. This prevents the material from simply sticking to a single blade and spinning in a circle. Instead, the material is constantly passed from one blade to the other, ensuring that every particle is subjected to the same amount of mechanical work.
In een standaard 500 liter kneedmachine kunnen de messen respectievelijk ongeveer 30 en 20 omwentelingen per minuut draaien. Deze opzettelijke mismatch vergemakkelijkt de vouwactie die nodig is voor zware rubbers, siliconenkitten en koolstofpasta's.
De rol van hoge afschuiving en speling
Mengen in een kneedmachine komt het meest intens voor op de ‘knelpunten’. Dit zijn de microscopisch kleine openingen tussen de punt van het mes en het binnenoppervlak van de mengbak.
- De speling tussen het blad en de muur wordt doorgaans tussenin gehouden 1 mm en 5 mm , afhankelijk van de machinegrootte.
- EENs the blade sweeps past the wall, it "shears" the material, breaking down agglomerates of powder or pigment.
- Deze schuifkracht is essentieel voor het verspreiden van fijne deeltjes in een dikke polymeerbasis, een taak die een propeller of peddelmixer nooit zou kunnen volbrengen.
Thermodynamica en temperatuurbeheer
Omdat een kneedmachine doet zoveel mechanisch werk dat het een aanzienlijke hoeveelheid wrijvingswarmte genereert. Het beheersen van deze temperatuur is van cruciaal belang voor materialen die voortijdig kunnen worden afgebroken of gevulkaniseerd.
| Functie | Mechanisme | Doel |
|---|---|---|
| Beklede trog | Dubbelwandige constructie | Circulerende stoom of koelwater |
| Holle messen | Interne vloeistofkanalen | Directe koeling van het kernmateriaal |
| Vacuümsysteem | Afgedichte kamer met pomp | Verwijdering van luchtbellen en vocht |
Methoden voor materiaalafvoer
Zodra de kneedmachine de gewenste consistentie heeft bereikt, moet het materiaal worden verwijderd. Door de hoge viscositeit is dit niet zo eenvoudig als het openen van een klep. Er zijn drie belangrijke manieren waarop dit wordt afgehandeld:
- Tank kantelen: De gehele U-vormige bak wordt door een hydraulisch systeem naar voren gekanteld, meestal tot 90 of 110 graden, waardoor het materiaal eruit kan vallen.
- Bodemlossing: EEN sliding valve or flap at the bottom of the trough opens, used for materials that still have some gravity-flow capability.
- Schroef extrusie: EEN discharge screw is located in a separate housing below the mixing blades. This screw can reverse during mixing to help the process and then run forward to extrude the finished product in a continuous strip or rope.
Structurele duurzaamheid en koppel
De werking van een kneedmachine vereist een enorm koppel. Industriële eenheden maken gebruik van zware versnellingsbakken en motoren die bestand zijn tegen de weerstand van materialen zoals kauwgombasis of BMC (Bulk Moulding Compound). De assen zijn vaak gemaakt van gesmeed staal en de messen zijn versterkt met slijtvaste legeringen om de constante slijp- en trekkrachten van een 24/7 productiecyclus te weerstaan.
