1、5.5双螺杆挤出原理 单螺杆挤出机的局限性:主要靠摩擦输送,表面更新小,停留时间长,热固性粉料,单螺杆不适应 双螺杆挤出机的特点1)强制输送2)停留时间短3)排气性好4)混合均匀5)比功率底 结构与原理 双螺杆挤出机主要是在一个“8”字形筒体内,由两根互相啮合的螺杆所组成的装置,如图522所示。与单螺杆挤出机完全不同。单煤杆挤出机中的输送主要是依靠物料与料筒之间所产生的摩擦力,双螺杆挤出机则为正向位移输送,有强制将物料推向前进的作用。另一方面,双螺杆挤出机在两根螺杆的啮合处还对物料产生剪切作用。主要参数及选型1)螺杆直径2)长径比3)转向4)功率5)扭距6)推力轴承的承载能力7)转数范围8)加
2、热功率及段数9)产量5.5.15.5.1分类分类、爱德蒙哥分类:(R.Erdmerger)、分类术语概念、分类术语概念 纵向开口:自加料口到口模有一通道,物料从一根螺杆流往另一根螺杆。横向开口:垂直螺棱方向物料能越过螺棱,在一根螺杆的各个螺槽之间进行物料交换。非啮合双螺杆:纵横向都开口 全啮合反向旋转:纵横向都封闭,不考虑间隙,形成封闭室 全啮合同向旋转:纵向开口,横向封闭 部分啮合:两种,纵开横闭;纵横开口5.5.2反向啮合型双螺杆挤出机 几何形状,CICT型:封闭式反向啮合。啮合区截面:两根螺杆之间开口很小,可以达到相当的正位移输送特性。滚压式啮合:啮合区线速度同向,强制进料,间隙微小,有
3、料垄,有较大压力产生,速度增加,则压力增加(压延理论),低速运行,避免螺杆挠曲。速度影响:增加间隙可以提高速度,正位移性能(向前输送)受到损失 应用:低速(2040rpm)正位移,型材 挤出高速(100200rpm)小正位移,用于配料 CICT理论最大产量:完全充满,无漏流Q max=2iNv 式中i平行螺纹数(头数)N转速vC形室的体积(啮合区以外的螺槽)实际产量:理论最大产量减掉挤出过程漏流 Q=2iNv-2iQcs-2Qf-Qt式中的各个参数表示:Qf螺棱漏流,通过螺棱与料筒之间的间隙(螺棱间隙f)Qc压延漏流,一根螺杆螺槽底部和另一根螺杆的顶部之间的间隙(径向间隙c)Qs侧面漏流,切向
4、通过两根螺纹侧面之间间隙(侧面间隙s)的漏流。Qcs压延漏流与侧面漏流之和。Qt四面体漏流,两根螺纹侧面之间的四面体间隙(t)的漏流。四面体指螺棱宽度与螺槽宽度差5.5.3同向、啮合型双螺杆挤出机有两种:低速:同向双螺杆用于型材高速:特定的混炼,反应器、封闭式啮合型挤出机、封闭式啮合型挤出机低速挤出机:具有封闭式啮合螺杆几何形状,一根螺杆插入另一根螺杆的螺槽密切配合,共轭螺杆轮廓。形状形状:封闭式同向啮合型(CICO),共轭螺杆轮廓显示良好的密封。啮合区:两根螺杆的螺槽之间存在着相当大的开口,正位移输送特性不如CICT挤出机。物料“”字形运动:滑动式啮合,啮合区相反方向,进入啮合区物料,不进入
5、啮合区,进入相邻螺杆螺槽,沿轴向“”字形运动 正位移特性特性回流:靠近无源螺纹面的物料,受到相邻螺杆螺棱的阻碍,不能进入相邻螺杆的螺槽,即没有沿着“”字运动,物料产生回流,这部分物料贡献于了螺杆的正位移特性。受阻面的大小:受阻面大于开口面,则正位移输送特性增加,反之,降低,图中的面和面的比较 高压区 滑动型啮合区在物料进入啮合区处产生高压区,其原因:流动方向变化所引起 CICO型(封闭式同向啮合),开口面小,受阻面大,压力上升明显。影响:对螺杆产生横向力,速度增加,横向分离力增加,压力峰过大导致变形和磨损。因此CICO型应在低速下运转。、自洁式挤出机全称:封闭式自洁同向挤出机CSCO,特点:结
6、构:具有封闭式匹配的螺纹轮廓,从一个螺槽到相邻螺槽有颇大的开口。低压力峰:开口面大于受阻面,啮合区不易形成压力峰,可以设计相当小的螺杆间隙。具有封闭式自洁作用(物料不紧密贴近螺杆)可以高速运转:600rpm 非正位移输送特性:物料停留时间(RTD)长,输送量对压力敏感,不适合型材挤出。物料大部分按照“”字型流动,适合于混料和反应器。三头螺纹CSCO挤出机 物料输送:进入一根螺杆螺槽的啮合区的大部分物料,传送到另一根螺杆的相邻螺槽。流道面积变化:啮合区前,螺杆与料筒之间面积;啮合区,两根螺杆与料筒之间,最大面积;啮合区最后,又降到A1CSCO挤出机,螺棱的宽度相对小于螺槽宽度,面积变化大,有利于物料剪切混合5.5.4非啮合型双螺杆挤出机反向旋转的非啮合型双螺杆(NOCT)非啮合型较具使用价值的类型 与单螺杆类似,并联两个单螺杆 较单螺杆增加了螺杆之间的物料交换,但是正位移输送特性更低。逆流混合特性较好。适合于共混、排气、化学反应。