Il meccanismo principale di una macchina impastatrice
A macchina impastatrice funziona utilizzando una coppia di lame controrotanti (tipicamente lame a forma di Z o Sigma) che funzionano a velocità diverse all'interno di una vasca a forma di W. L'obiettivo primario è quello di sottoporre a trattamento materiali ad alta viscosità o semisolidi taglio, piegatura e compressione intensi . A differenza dei miscelatori standard che si limitano a spostare il materiale, un'impastatrice forza la sostanza attraverso spazi stretti tra le lame e le pareti della vasca, garantendo una miscela omogenea di ingredienti che altrimenti sarebbero resistenti al flusso.
Velocità differenziale e controrotazione
Il cuore del macchina impastatrice risiede nella dinamica della sua lama. La maggior parte delle unità industriali utilizza due alberi orizzontali. Questi alberi non girano alla stessa velocità; di solito, un rapporto di 1,5:1 o 2:1 viene applicato tra la lama "veloce" e la lama "lenta".
Perché la velocità differenziale è importante
Mentre le lame ruotano l'una verso l'altra, la velocità differenziale crea un'azione di "pulizia". Ciò impedisce al materiale di attaccarsi semplicemente a una singola lama e girare in cerchio. Il materiale viene invece passato costantemente da una lama all'altra, garantendo che ogni particella sia sottoposta alla stessa quantità di lavoro meccanico.
In uno standard da 500 litri macchina impastatrice , le pale possono ruotare rispettivamente a circa 30 e 20 giri al minuto. Questa discrepanza deliberata è ciò che facilita l'azione di piegatura necessaria per gomme pesanti, sigillanti siliconici e paste di carbonio.
Il ruolo dell'elevato taglio e del gioco
Mescolare in a macchina impastatrice si verifica più intensamente nei "punti di presa". Questi sono gli spazi microscopici tra la punta della lama e la superficie interna della vasca di miscelazione.
- La distanza tra la lama e la parete viene generalmente mantenuta compresa 1 mm e 5 mm , a seconda della dimensione della macchina.
- Quando la lama supera il muro, "taglia" il materiale, abbattendo gli agglomerati di polvere o pigmento.
- Questa forza di taglio è essenziale per disperdere le particelle fini in una base polimerica spessa, un compito che un miscelatore a elica o a pale non potrebbe mai svolgere.
Termodinamica e gestione della temperatura
Perché a impastatrice fa così tanto lavoro meccanico, genera una quantità significativa di calore indotto dall'attrito. La gestione di questa temperatura è fondamentale per i materiali che potrebbero degradarsi o vulcanizzarsi prematuramente.
| Caratteristica | Meccanismo | Scopo |
|---|---|---|
| Trogolo rivestito | Costruzione a doppia parete | Circolazione di vapore o acqua di raffreddamento |
| Lame cave | Canali fluidi interni | Raffreddamento diretto del materiale del nucleo |
| Sistema di vuoto | Camera stagna con pompa | Rimozione di bolle d'aria e umidità |
Metodi di scarico del materiale
Una volta che macchina impastatrice ha raggiunto la consistenza desiderata, il materiale deve essere rimosso. A causa dell'elevata viscosità, non è così semplice come aprire una valvola. Ci sono tre modi principali in cui questo viene gestito:
- Inclinazione del serbatoio: L'intera vasca a forma di U viene inclinata in avanti da un sistema idraulico, solitamente fino a 90 o 110 gradi, consentendo al materiale di cadere.
- Scarico inferiore: Si apre una valvola scorrevole o un lembo sul fondo della vasca, utilizzata per i materiali che hanno ancora una certa capacità di flusso per gravità.
- Estrusione di viti: Una coclea di scarico si trova in un alloggiamento separato sotto le pale di miscelazione. Questa vite può invertire la direzione durante la miscelazione per facilitare il processo e poi scorrere in avanti per estrudere il prodotto finito in una striscia o corda continua.
Durabilità strutturale e coppia
Il funzionamento dell'a macchina impastatrice richiede una coppia massiccia. Le unità industriali utilizzano riduttori e motori per carichi pesanti in grado di gestire la resistenza di materiali come la base di gomma da masticare o BMC (Bulk Moulding Compound). Gli alberi sono spesso realizzati in acciaio forgiato e le lame sono rinforzate con leghe resistenti all'usura per resistere alle costanti forze di macinazione e trazione di un ciclo di produzione 24 ore su 24, 7 giorni su 7.
