教你看懂雙螺杆擠出機的技術門道

日期: 2020-08-06
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齧合同向雙螺杆擠出機廣泛應用於不同塑料、塑料和橡膠的共混改性,以及各種添加劑與塑料、玻璃纖維、碳纖維增強塑料等的共混改性。是聚合物改性連續混煉設備的首選。同向雙螺杆擠出機是雙螺杆擠出機的主要類型之一。

雙螺杆擠出機

 

同向雙螺杆擠出機的結構特點

 

組合螺杆

同向旋轉雙螺杆擠出機最顯著的特點是螺杆和機筒都采用“積木式”設計。螺杆由套在芯軸上的幾個元件組成,如螺紋元件、捏合塊、齒形混合盤、擋圈等。機筒也由不同的機筒部分組成(全封閉,帶排氣口和進料口)。根據所要製備的混合物的具體材料、配方和性能要求,通過科學組合,將不同類型和數量的螺杆元件和筒體元件按一定順序組合,從而高效完成設定的混合任務。通過改變螺杆和機筒的組合順序,可以達到不同材料和配方的最佳使用效果,達到一機多用的目的。此外,構造塊設計的另一個優點是磨損的螺紋元件和筒形元件可以局部更換,從而避免了整個螺杆或筒的報廢,並大大降低了維護成本。

 

組合機筒

桶的模塊化設計可以通過法蘭或拉杆連接,通常小型計算機通過拉杆連接。槍管通常嵌有雙金屬襯套,以提高槍管內表麵的耐磨性。為了實現精確的溫度曆史,每個桶都有自己的加熱/冷卻設計,從而實現冷卻和加熱功能的最佳組合。

擠出過程分析

通過組合各種螺紋元件,所有同向旋轉雙螺杆擠出機都具有進料、熔融、混合、排氣、保壓和輸送的功能,實現物料輸送、塑化、剪切、排氣、保壓和擠出等多種工藝過程。

 

同向雙螺杆擠出機的結構和功能與單螺杆擠出機相似,但工作原理有很大差異。

 

主要表現在以下幾個方麵:

 

1)強製運輸。齧合同向旋轉的雙螺杆,兩個螺杆在齧合位置向相反的方向移動,一個螺杆將材料拉入齧合間隙,而另一個螺杆將材料推出間隙,導致材料從一個螺杆槽轉移到另一個螺杆槽,並且材料沿著螺杆以“”形狀被強製輸送到機頭。

 

2)均質和混合。同向旋轉雙螺杆在齧合位置有一個小間隙,螺杆筋和螺旋槽的速度方向相反,所以齧合區域的剪切速度高,剪切力大,混合效果遠遠好於單螺杆擠出機和反向旋轉雙螺杆擠出機。

 

3) 自潔性。在同向旋轉的雙螺杆擠出機中,由於齧合區的螺杆筋和螺杆槽的速度方向相反,所以相對速度較高因此,它具有非常高的剪切速度,可以刮掉任何附著在螺杆上的堆積材料,並且具有非常好的自清潔效果,因此材料的停留時間非常短,不容易發生局部降解。

 

4) 材料的塑化。螺杆間隙對材料的塑化質量有很大影響。間隙越小,剪切力越大,但是通過的材料量減少;間隙越大,材料量越大,但剪切力會減小。

 

5)材料壓縮。同向雙螺杆擠出機壓縮物料的方法很多,綜合效果好。

 

6)加料方法。同向旋轉雙螺杆擠出機要求均勻定量加料,采用計量饑餓加料方式。

 

7)排氣。由於是饑餓進料,可以采用大導程的螺旋輸送元件,使螺旋槽處於未填充狀態,處於零壓力狀態,從而可以設置排氣段。

 

雙螺杆擠出機的應用

 

雙螺杆擠出機根據兩個螺杆旋轉方向的不同,可以分為同向旋轉雙螺杆和反向旋轉雙螺杆。

 

齧合同向旋轉雙螺杆擠出機廣泛應用於基體樹脂的物理化學改性,如填充、增強、增韌、反應擠出等。

 

應選擇同向旋轉雙螺杆擠出機,主要通過分散和混合各種原料進行混合,同向旋轉雙螺杆的速度矢量彼此相反。因此,同向旋轉雙螺杆相比,同向旋轉雙螺杆的剪切效果要大得多,不適合Pvc混合成型。

 

粉末碳酸鈣、滑石粉和二氧化鈦常用於塑料的共混和填充,一般填充量為30%~60%,填充母料可達80%。由於粉末填料中含有大量的空氣,在螺杆的捏合區混合時,空氣會被分離,導致物料反向流入螺杆槽,影響粉末的正向輸送,最終減少擠出量。

 

雙螺杆擠出機的應用實例:玻璃纖維增強、燃料阻隔造粒(如PA6、PA66、聚酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚丙烯、聚碳酸酯增強阻燃劑等)。);用高填料(如填充有75%碳酸鈣的聚乙烯和聚丙烯)造粒。);熱敏材料(如聚氯乙烯和交聯聚乙烯電纜材料)的造粒;濃縮母料(如用50%調色劑填充);抗靜電母料、合金、著色、低填充共混造粒;電纜材料(如護套材料和絕緣材料)的造粒;交聯聚乙烯管材的造粒(如熱水交聯母料);熱固性塑料(如酚醛樹脂、環氧樹脂和粉末塗料)的混合和擠出;熱熔膠和聚氨酯反應擠出造粒(如EVA熱熔膠和聚氨酯);k樹脂、SBS脫揮發分造粒等。

 

優點和缺點

 

由於雙螺杆擠出機結構設計和加工的複雜性,理論發展並不完善。然而,同向旋轉雙螺杆擠出機的組合設計可以排列和組合具有各種幾何形狀的螺杆元件和機筒元件。根據經驗-理論-實踐-試驗,可以根據不同的混合要求,對設計進行優化,以滿足不同工藝配方的需要,使同向雙螺杆擠出機具有較強的適應性。主要表現在以下幾個方麵:

 

1)混合性能:由於兩個螺杆相互齧合,各種螺紋元件,如反螺紋元件、齧合盤元件、齒盤元件等。可以根據需要添加以精確調節剪切/混合,從而可以有效地控製混合強度和混合質量(無論是分散混合還是分散混合)。這超出了單螺杆擠出機的能力範圍。

 

2) 加工的靈活性:同向旋轉雙螺杆擠出機通常采用計量饑餓進料,產量取決於進料量,與螺杆轉速無關,是一個獨立的可控變量,因此可以在一台機器上靈活處理熔融、混合、排氣、反應等各種加工功能。

 

3)工藝參數的可控性:同向旋轉雙螺杆擠出機停留時間分布窄,對流傳熱好,溫度曲線控製精確,可以獲得更好的擠出剪切-時間-溫度曆程,在更大範圍內輸入機械能,從而獲得更好的產品質量穩定性。

 

4)工藝生產效率高:螺杆正位移可以處理更多的原料和混合配方,停機時間短。

 

5)更高的經濟性:由於高的工藝靈活性和生產率,可以生產更廣泛的最終產品,並且可以提供高度一致的產品質量,並且可以通過調節螺杆速度來補償螺杆磨損。

 

結束語

 

雙螺杆擠出機可以從不同的角度進行分類,根據螺杆是否齧合以及它們的轉數的異同進行分類,以及國際著名製造商相應的不同輸送機構是雙螺杆擠出機和單螺杆擠出機的主要區別之一。

 

雙螺杆擠出機種類繁多,因為它們可以根據不同的標準進行分類,而且它們的工作特性也大不相同。毫無疑問,同向旋轉雙螺杆擠出機行業的領導者受到廣大用戶的青睞,尤其是大驅動功率、高螺杆轉速和超高扭矩擠出。


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