双螺杆塑料挤出机_蚌埠佳德智能装备科技有限公司
物料不再是若干个立的料团, 而成为连续的物料床。根据可视化观察试验, 可以大致把不同的运动形式分为两类, 即非连续类型和连续类型。当充满度较大, 物料呈连续类型时, 挤出产量也较大, 因此, 充满度是人们十分关心的问题。图1 和图2 显示了不同的充满度, 图2 中螺槽的充满度更大些。在进行双螺杆挤出理论的研究时, 也要注意物料运动的多样性问题, 以确定特定条件下物料特定的运动形式, 并针对各种形式来分别建模。1. 4 同向双螺杆挤出中的正位移一般认为, 单螺杆挤出是基于摩擦拖曳机理,而双螺杆挤出是基于正位移。正位移是指螺杆输送机中物料在螺杆旋转一周期间, 被强制地沿轴向向前推进的一个导程的距离。它仅与几何因素(如螺纹导程) 、螺杆转速有关, 而与物料和螺杆、机筒间的摩擦无关。实际上正位移要求严格的几何条件。例如在双螺杆挤出中, 只有在螺槽流道的横
向、纵向都封闭时, 正位移才有可能。但对同向双螺杆挤出机来说, 这是不可能的。在几个间隙中产生的漏流和反向元件、中性元件的存在使正位移进一步被削弱; 另一方面, 在双螺杆的非啮合区, 物料的运动现象及机理确与单螺杆挤出有相似之处。因此, 同向双螺杆挤出过程兼具摩擦拖曳和正位移两种特征。同向双螺杆挤出中的熔融上面提到, 单螺杆挤出的机理是摩擦拖曳, 这时正常挤出只有在螺槽完全充满, 物料被压实后才能进行。在螺杆机筒的摩擦拖曳及机筒内压力的作用下, 熔料逐渐在螺棱推进面的前方堆积, 形成熔池, 使螺槽中熔料与固体物料间界线分明。而同向双螺杆挤出时, 摩擦拖曳作用较小, 但由于有正位移作用, 螺槽未充满时物料也可以向前运动, 没有条件形成熔池, 熔料与固体料间的位置变换频繁,未熔物料始终散布在熔料中。这种情况可见图1。这是同向双螺杆挤出的熔融与单螺杆挤出明显的不同。2 同向、异向双螺杆挤出机的区别相对旋转方向的不同使得同向、异向双螺杆几何构型也不同。图3 是根据共轭运动关系决定的这两种螺杆的图示。可以看到, 它们的横截面形状完全不同。同时, 运动关系和几何关系上的差别, 也导致了它们挤出特性和应用领域的区别。图3 同向、异向双螺杆图示 同向双螺杆的特点是: ① 转速较高并且在啮合区(两螺杆在横截面图中的重叠部分) 不同位置处有较接近的相对运动速度, 所以可以产生强烈、均匀的剪切; ② 几何形状决定了其纵向流道必定开放, 使两螺杆之间产生物料交换。交换时, 原处于一根螺杆螺槽底部的物料将运动到另一根螺杆螺槽的顶部。纵向流道的开放还使横向流道开放成为可能, 来实现同一螺杆相邻螺槽间物料的交换。这使同向双螺杆具有较好的分布混合能力, 因此适合于混炼操作。而异向双螺杆的几何参数决定了其纵向流道是可以封闭的, 物料因此被螺杆强制向前输送, 这就是所谓的正位移。这使稳定的成型挤出成为异向双螺杆挤出的主要特点。因此谈到双螺杆,就应该指明旋转方向。表1 对单螺杆、异向双螺杆、混炼用同向双螺杆的正位移、稳定挤出和分布混合能力进行了定性比较。 表1 各种螺杆挤出机正位移、稳定挤出和分布混合能力的比较单螺杆异向双螺杆同向双螺杆正位移较弱强中稳定挤出中强较弱分布混合能力中较弱强3 螺杆组合原则螺杆组合是双螺杆挤出工艺制定的关键。同向双螺杆挤出以混炼为主, 螺杆组合要考虑到主辅料性能与形状、加料顺序与位置、排气口位置、机筒温度设置等等。同时, 混料的对象十分庞杂, 对每一个特定的混料过程都有合理进行螺杆组合的问题, 显然这种组合也是多种多样的, 目前的组合设计主要依靠经验。尽管如此, 同向双螺杆的螺杆组合还是有其基本规律可循的。以下就是对螺杆组合原则的两点看法。(1) 螺纹导程在加料口处应较大, 此后逐渐减小。同向双螺杆的螺槽深度不变化, 导程逐渐减小使螺槽容积变小, 起到对物料的压缩作用; 同时,加料口处螺槽容积较大, 也可使加料顺畅。