


同向雙螺桿擠出機與
單螺桿擠出機工作原理的差別
同向雙螺桿擠出機的結構和功能與單螺桿擠出機很相似,但在工作原理上存在著很大的差異。主要表現在以下幾個方面:
1)強制輸送。嚙合同(tong)向旋轉雙螺(luo)(luo)桿(gan),在嚙合處兩根(gen)(gen)(gen)螺(luo)(luo)桿(gan)運動速度方(fang)(fang)向相反,一(yi)根(gen)(gen)(gen)螺(luo)(luo)桿(gan)要把物(wu)料(liao)拉入嚙合間(jian)(jian)隙(xi),而另(ling)一(yi)根(gen)(gen)(gen)螺(luo)(luo)桿(gan)把物(wu)料(liao)從(cong)(cong)間(jian)(jian)隙(xi)中推出,結果(guo)使物(wu)料(liao)從(cong)(cong)一(yi)根(gen)(gen)(gen)螺(luo)(luo)桿(gan)螺(luo)(luo)槽轉到(dao)另(ling)一(yi)根(gen)(gen)(gen)螺(luo)(luo)桿(gan)螺(luo)(luo)槽中,物(wu)料(liao)沿著螺(luo)(luo)桿(gan)呈“∞”形向機頭(tou)方(fang)(fang)向被強制輸送(song)。
2)均化和混合。同向旋轉雙(shuang)螺(luo)桿在嚙合(he)處(chu)間(jian)隙很小,螺(luo)棱和(he)螺(luo)槽的速度方向相反,相對速度大(da),因此嚙合(he)區(qu)具有很高的剪(jian)切(qie)(qie)速度,剪(jian)切(qie)(qie)力(li)很大(da),混煉(lian)效果遠好于(yu)單螺(luo)桿擠(ji)出(chu)機和(he)異向旋轉雙(shuang)螺(luo)桿擠(ji)出(chu)機。
3)自潔性。同(tong)向旋(xuan)轉雙螺桿(gan)擠出機,由于嚙合區螺棱和螺槽的(de)速度(du)方向相反,相對速度(du)大,因此具有相當高的(de)剪(jian)切速度(du),能刮去(qu)粘附(fu)在(zai)螺桿(gan)上的(de)任何積料,有非常好的(de)自潔作用(yong),從而使物料的(de)停留時間很(hen)短,不(bu)易(yi)產生局部降解(jie)變質。
4)物料的塑化。螺桿間(jian)隙的大小對物料(liao)(liao)塑化質量影響很(hen)大。間(jian)隙越(yue)(yue)小,剪切力越(yue)(yue)大,但(dan)通過的物料(liao)(liao)量減(jian)少;間(jian)隙越(yue)(yue)大,通過的物料(liao)(liao)量增加(jia),但(dan)剪切力減(jian)小。
5)物料的壓縮。同向雙(shuang)螺(luo)桿(gan)擠出機壓(ya)縮物料的方(fang)法要多(duo)得多(duo),綜合效應好。
6)加料方式。同向雙螺(luo)桿擠出機要求均勻定量加料,采用計量饑餓喂料方式。
7)排氣。由于(yu)是饑餓喂料,可(ke)以采用大導程的螺(luo)紋輸送元件,使螺(luo)槽處(chu)于(yu)未(wei)充滿(man)狀態(tai)而處(chu)于(yu)零壓力狀態(tai),從而可(ke)以設(she)置出排氣段。
雙螺桿擠出機的應用
雙(shuang)螺桿(gan)擠出機按兩根(gen)螺桿(gan)旋轉方向(xiang)(xiang)的不(bu)同可分為異(yi)向(xiang)(xiang)雙(shuang)螺桿(gan)及同向(xiang)(xiang)雙(shuang)螺桿(gan)。
嚙合同向旋轉雙螺(luo)桿(gan)擠出機廣泛(fan)應用(yong)于(yu)基體樹(shu)脂的物理化學改性,如(ru)填充、增強、增韌、反應擠出等。
優缺點
由于雙(shuang)螺桿(gan)擠(ji)(ji)出(chu)(chu)機(ji)結構設計(ji)和加工(gong)的(de)(de)復雜(za)性,理論發展還不完(wan)善(shan),但同(tong)向雙(shuang)螺桿(gan)擠(ji)(ji)出(chu)(chu)機(ji)組合式(shi)的(de)(de)設計(ji),可將多種幾何形狀的(de)(de)螺紋(wen)元件和機(ji)筒(tong)元件進行排(pai)列組合,根據經(jing)驗(yan)-理論-實踐-檢驗(yan),從而(er)可以針(zhen)對不同(tong)混合要求,優化設計(ji)以適應不同(tong)工(gong)藝配方的(de)(de)需要,從而(er)使同(tong)向雙(shuang)螺桿(gan)擠(ji)(ji)出(chu)(chu)機(ji)具有很強(qiang)的(de)(de)適應性。主要表(biao)現在以下幾個方面:
1)混合性能:由于兩根螺(luo)桿相互(hu)嚙合(he),而(er)且可以根據需要(yao)加入各種各樣的(de)螺(luo)紋元(yuan)件(jian),如反螺(luo)紋元(yuan)件(jian)、嚙合(he)盤元(yuan)件(jian)、齒形盤元(yuan)件(jian)等(deng)等(deng),來精(jing)密調節(jie)剪切/混(hun)合(he),從而(er)使混(hun)合(he)強度和(he)混(hun)合(he)質量(無論是分布混(hun)合(he)抑或(huo)是分散混(hun)合(he))能(neng)夠得到有(you)效地(di)控(kong)制(zhi)。這(zhe)是單螺(luo)桿擠出機所(suo)不能(neng)企(qi)及的(de)。
2)加工的靈活性:同(tong)向雙螺桿(gan)擠出(chu)機通常采用計量(liang)(liang)(liang)饑餓(e)加(jia)料(liao),產量(liang)(liang)(liang)取決于加(jia)料(liao)量(liang)(liang)(liang),獨立于螺桿(gan)轉速,是一個(ge)獨立可(ke)控制的變量(liang)(liang)(liang),因(yin)而可(ke)以在一臺機器上靈活(huo)地(di)處理多種加(jia)工功能,如熔融、混合、排氣、反應等(deng)等(deng)。
3)工藝參數的可控性:同向雙螺桿擠出機停(ting)留(liu)時間(jian)分(fen)布窄,更好的對流傳熱及精確(que)控(kong)制的溫(wen)度曲(qu)線,在擠出中可(ke)以得(de)到更好的剪切-時間(jian)-溫(wen)度歷程,在更寬的范(fan)圍內輸入機械能,從而可(ke)得(de)到更好的產(chan)品質(zhi)量穩定性。
4)工藝生產的高效性:螺桿的正(zheng)位移輸(shu)送(song)作用(yong)可以處(chu)理(li)更多(duo)樣的原(yuan)材(cai)料和(he)混(hun)合配方,且停(ting)機時(shi)間短。
5)更高的經濟性:由于高(gao)的(de)工藝靈活性以及生產(chan)率,可以生產(chan)更(geng)廣泛的(de)終(zhong)端制品(pin),且(qie)能夠提供高(gao)度(du)一致性的(de)產(chan)品(pin)質(zhi)量,還可以通過螺(luo)(luo)桿(gan)速度(du)的(de)調(diao)節(jie)來補償螺(luo)(luo)桿(gan)的(de)磨損(sun)。
異向雙螺桿擠出機與
單螺桿擠出機的主要差別
異向雙螺桿擠出機的輸入原理是什么?
在(zai)異(yi)向旋轉(zhuan)雙(shuang)螺(luo)(luo)桿(gan)擠(ji)(ji)(ji)出(chu)機(ji)中(zhong)(zhong),物料作類似于(yu)齒輪泵(beng)中(zhong)(zhong)的正位移輸送。異(yi)向雙(shuang)螺(luo)(luo)桿(gan)擠(ji)(ji)(ji)出(chu)機(ji)轉(zhuan)速較低(di),物料剪切發熱(re)(re)量(liang)小,物料不(bu)容易分解,因此(ci)它對物料的熱(re)(re)穩(wen)(wen)定性(xing)要(yao)求不(bu)高,特(te)別(bie)適(shi)用(yong)(yong)于(yu)熱(re)(re)敏(min)性(xing)物料 (如PVC) 的成型加工。與同(tong)向雙(shuang)螺(luo)(luo)桿(gan)擠(ji)(ji)(ji)出(chu)機(ji)相比,異(yi)向雙(shuang)螺(luo)(luo)桿(gan)擠(ji)(ji)(ji)出(chu)機(ji)輸送效率(lv)更高、排(pai)氣效果及(ji)熔融效果更好,雖然物料的分散混(hun)合(he)效果比同(tong)向雙(shuang)螺(luo)(luo)軒擠(ji)(ji)(ji)出(chu)機(ji)要(yao)差,但是建立穩(wen)(wen)定的機(ji)頭壓(ya)力能力較強(qiang),因此(ci)更適(shi)合(he)用(yong)(yong)來(lai)直接擠(ji)(ji)(ji)出(chu)制品。另外采用(yong)(yong)異向雙螺桿擠出機代替單螺桿擠出機,可以省(sheng)去預塑化造(zao)粒工序,直接擠(ji)出加工PVC 粉料,使制品(pin)成本(ben)下降。異向旋轉雙螺桿(gan)擠(ji)出機主(zhu)要用(yong)于擠(ji)出PVC 管(guan)材。型材、板材和造(zao)粒。平行異向雙螺桿(gan)擠(ji)出機在大型的HDHDPE 管(guan)材生(sheng)產(chan)線上也已(yi)經開始(shi)應用(yong)。
異向錐形雙螺桿擠出機傳統上是(shi)用(yong)于(yu)(yu)(yu)聚(ju)(ju)氯乙烯制(zhi)品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)出(chu)(chu)(chu),但是(shi)國(guo)內近年(nian)已經(jing)有把異(yi)(yi)(yi)向(xiang)錐(zhui)形(xing)雙螺(luo)桿(gan)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)出(chu)(chu)(chu)機(ji)(ji)應用(yong)于(yu)(yu)(yu)聚(ju)(ju)烯烴管材擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)出(chu)(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)例子,實踐表明(ming),已經(jing)取得基本上的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)功。這種(zhong)做法的(de)(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)為了節能。一臺(tai)65體132umum 的(de)(de)(de)(de)(de)錐(zhui)形(xing)雙螺(luo)桿(gan)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)出(chu)(chu)(chu)機(ji)(ji),驅動電動機(ji)(ji)功率(lv)僅(jin)有37kW,在擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)出(chu)(chu)(chu)聚(ju)(ju)乙烯管材時,管材規格和產量(liang)可以相當于(yu)(yu)(yu)一臺(tai)75mm 甚至80mm的(de)(de)(de)(de)(de)單螺(luo)桿(gan)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)出(chu)(chu)(chu)機(ji)(ji),而一般一臺(tai)75mm 或者80mm 的(de)(de)(de)(de)(de)單螺(luo)桿(gan)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)出(chu)(chu)(chu)機(ji)(ji),驅動功率(lv)最少也(ye)是(shi)90kW。國(guo)外已經(jing)有現成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)用(yong)平(ping)行(xing)(xing)異(yi)(yi)(yi)向(xiang)雙螺(luo)桿(gan)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)出(chu)(chu)(chu)機(ji)(ji)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)出(chu)(chu)(chu)制(zhi)品(pin)成(cheng)熟的(de)(de)(de)(de)(de)經(jing)驗(yan),國(guo)內另辟蹊徑用(yong)異(yi)(yi)(yi)向(xiang)錐(zhui)形(xing)雙螺(luo)桿(gan)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)出(chu)(chu)(chu)機(ji)(ji)其實還是(shi)出(chu)(chu)(chu)于(yu)(yu)(yu)設備成(cheng)本的(de)(de)(de)(de)(de)考慮,平(ping)行(xing)(xing)異(yi)(yi)(yi)向(xiang)雙螺(luo)桿(gan)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)出(chu)(chu)(chu)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)造(zao)成(cheng)本要高于(yu)(yu)(yu)異(yi)(yi)(yi)向(xiang)錐(zhui)形(xing)雙螺(luo)桿(gan)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)出(chu)(chu)(chu)機(ji)(ji)。
這種使用方法當然不是簡單的(de)(de)替代,畢竟聚(ju)(ju)乙(yi)(yi)烯熔體和聚(ju)(ju)氯乙(yi)(yi)烯的(de)(de)熔體流動(dong)性能(neng)有(you)(you)明(ming)顯差異(yi),因此(ci)對(dui)用于(yu)擠(ji)出聚(ju)(ju)氯乙(yi)(yi)烯制品的(de)(de)異(yi)向(xiang)錐形雙(shuang)螺(luo)桿(gan)擠(ji)出機,需要對(dui)螺(luo)桿(gan)重(zhong)新設計(ji),才(cai)能(neng)夠(gou)用于(yu)擠(ji)出聚(ju)(ju)乙(yi)(yi)烯;并(bing)且機頭也(ye)(ye)應該(gai)作相應的(de)(de)修改(gai)。而國內近年有(you)(you)人嘗試用同(tong)向(xiang)雙(shuang)螺(luo)桿(gan)擠(ji)出機 (包括錐雙(shuang)、平雙(shuang)) 擠(ji)出制品,也(ye)(ye)取得一(yi)定的(de)(de)進展(zhan),但是筆者認為(wei),從(cong)節能(neng)的(de)(de)角(jiao)度(du),同(tong)向(xiang)和異(yi)向(xiang)雙(shuang)螺(luo)桿(gan)并(bing)無大大差異(yi),而同(tong)向(xiang)雙(shuang)螺(luo)桿(gan)擠(ji)出機建立穩(wen)定機頭壓力更加困難,不如直接采用異(yi)向(xiang)雙(shuang)螺(luo)桿(gan)簡單容易。
異向雙螺桿擠出機與單螺桿擠出機的主要差別有以下兩點:
1) 它們的輸(shu)(shu)送(song)(song)(song)機理不同。單(dan)螺(luo)桿(gan)擠(ji)出(chu)機中的物(wu)料(liao)輸(shu)(shu)送(song)(song)(song)是拖曳型流動(dong),固體(ti)(ti)輸(shu)(shu)送(song)(song)(song)過程為摩擦拖曳,熔體(ti)(ti)輸(shu)(shu)送(song)(song)(song)過程為粘(zhan)性(xing)拖曳,固體(ti)(ti)物(wu)料(liao)與金屬表(biao)面之間(jian)摩擦因數的大小以及(ji)熔體(ti)(ti)物(wu)料(liao)的粘(zhan)度(du)(du),在很大程度(du)(du)上決(jue)定(ding)了單(dan)螺(luo)桿(gan)擠(ji)出(chu)機輸(shu)(shu)送(song)(song)(song)能(neng)力的大小。異向雙螺(luo)桿(gan)擠(ji)出(chu)機中物(wu)料(liao)的傳送(song)(song)(song)是正位移輸(shu)(shu)送(song)(song)(song),隨著螺(luo)桿(gan)的轉(zhuan)動(dong),物(wu)料(liao)被
相互嚙合(he)的(de)(de)(de)螺(luo)紋強(qiang)制(zhi)性地(di)向(xiang)前推進(jin),其正(zheng)位移輸送(song)(song)的(de)(de)(de)能力取決于一根螺(luo)桿的(de)(de)(de)螺(luo)棱與另一根螺(luo)桿的(de)(de)(de)螺(luo)糟的(de)(de)(de)接近程度。用緊(jin)密嚙合(he)的(de)(de)(de)異向(xiang)旋轉雙(shuang)螺(luo)桿擠出(chu)機可以獲得最大(da)的(de)(de)(de)正(zheng)位移輸送(song)(song)。
2) 二者的(de)(de)速度場不同。單(dan)螺(luo)桿(gan)擠(ji)出機中(zhong)速度分(fen)(fen)布相對(dui)來說比較(jiao)明確并且易于描述,雙螺(luo)桿(gan)擠(ji)出機中(zhong)的(de)(de)情況則(ze)相當復雜(za)并且描述困難(nan)。這(zhe)主要是由于雙螺(luo)桿(gan)擠(ji)出機中(zhong)有嚙(nie)合(he)(he)區,發生(sheng)在嚙(nie)合(he)(he)區的(de)(de)復雜(za)流動使得雙螺(luo)桿(gan)擠(ji)出機具有混(hun)合(he)(he)充(chong)分(fen)(fen)、熱傳遞均勻、熔融能力強、排氣性能良(liang)好(hao)等許多優點,但(dan)難(nan)以準確地分(fen)(fen)析(xi)嚙(nie)合(he)(he)區的(de)(de)流動狀態。
