يحتل جهاز الطارد اللولبي موقعًا مركزيًا في مجال معالجة مواد البوليمر نظرًا لأساسه متعدد الوظائف-المبني على الهياكل الميكانيكية الدقيقة ومبادئ الديناميكا الحرارية. إنها تستخدم التأثير التآزري لدوران اللولب واللدائن الحرارية للبرميل لتحقيق التحول، والتجانس، والقولبة المستمرة للمواد من الحالة الصلبة إلى الحالة المنصهرة، وتشكيل سلسلة عملية كاملة تدمج النقل، والصهر، والخلط، والتهوية، والقياس. يساعد الفهم العميق لهذه الأسس الوظيفية على فهم قدرتها الأساسية على التكيف مع احتياجات المعالجة المختلفة.
الوظيفة الأساسية هي نقل المواد. يدور اللولب داخل البرميل بميل واتجاه محددين، وذلك باستخدام الدفع المحوري الناتج عن السطح المائل لسن اللولب لنقل المواد الخام بشكل ثابت للأمام من مدخل التغذية. لا تعتمد هذه العملية على هندسة المسمار فحسب، بل تعتمد أيضًا على حجم الجسيمات وشكلها ومعامل احتكاك المادة. يمكن لقسم التغذية المصمم جيدًا- أن يمنع التجسير وانقطاع التدفق، مما يضمن توحيد التغذية المستمرة وتوفير تدفق مستقر للمواد للعمليات اللاحقة.
وتتبع عن كثب وظيفة الذوبان والتلدين. يوفر جهاز التسخين الخارجي الموجود على البرميل مصدرًا للحرارة، في حين أن عملية القص بين المسمار والمادة، وبين المادة والجدار الداخلي للبرميل، تولد حرارة داخلية. يؤدي التأثير المشترك لهذين العاملين إلى رفع درجة حرارة المادة فوق نقطة انصهارها، مما يحول الجزيئات الصلبة تدريجيًا إلى ذوبان مستمر. في قسم الضغط، يؤدي انخفاض عمق القناة اللولبية إلى زيادة قوة القص والضغط، مما يؤدي إلى تسريع تفكك الطور الصلب- وتقارب الطور-السائل، وبالتالي تشكيل ذوبان متجانس-وهو شرط أساسي لأداء المنتج المتسق.
يعد الخلط والتجانس وظيفة مهمة أخرى لأجهزة البثق اللولبية. في قسم القياس، يميل عمق القناة اللولبية إلى أن يكون ثابتًا، مما يزيد من وقت بقاء الذوبان. تعمل الحركة النسبية بين المسمار والبرميل على تطبيق القص والشد بشكل مستمر على المصهور، مما يعزز التوزيع المكاني الموحد للمكونات المختلفة، أو الإضافات، أو الحشوات، مما يزيل اختلافات التركيز الموضعية. تعتبر هذه الوظيفة بالغة الأهمية بشكل خاص لمزيج المكونات المتعددة- أو الأنظمة عالية التعبئة، حيث تحدد بشكل مباشر الجودة الميكانيكية والحرارية والمظهر للمنتج.
تحتوي بعض آلات البثق اللولبية أيضًا على وظيفة التنفيس. من خلال دمج قسم تنفيس في منتصف المسمار وتوصيله بنظام تفريغ، يمكن إزالة الرطوبة والمونومرات والمذيبات وغيرها من المواد المتطايرة ذات الوزن الجزيئي المنخفض-الموجودة في المصهور تحت ضغط منخفض، مما يقلل بشكل كبير من العيوب الداخلية والروائح في المنتج ويحسن النقاء والثبات.
وأخيرا، هناك وظيفة البثق القياس. يدور المسمار بسرعة ثابتة، ويدفع المصهور المتجانس بمعدل تدفق ثابت إلى القالب. تحت الضغط، فإنه يشكل مقطعًا مستمرًا أو قطعة معدنية من خلال تجويف القالب ذو شكل معين. تحدد دقة القياس تفاوتات الأبعاد واتساق المقاطع-العرضية للمنتج، مما يجعلها جانبًا مهمًا لمراقبة الجودة في الإنتاج-الكبير الحجم.
ولذلك، فإن الأساس الوظيفي لجهاز البثق اللولبي متكامل عضوياً من عمليات النقل، الصهر، الخلط، التنفيس، والقياس. هذه العمليات مترابطة وتعمل بشكل متآزر، وتشكل الدعم الأساسي لقدرتها على التكيف مع مجموعة واسعة من المواد والعمليات.