雙螺桿混料工藝

1、1雙螺桿混料工藝當雙螺旋混合機在規(guī)定時間完成攪拌混合后， 最短時間內(nèi)一次放清可保證物 料的均勻度；如用側(cè)口螺旋帶逐漸放凈，一是耽誤時間，達不到預期生產(chǎn)率，二 是物料本已達到最佳均勻度，過度攪拌反而會使物料離析，破壞了均勻度，從而 失去了選用臥式混合機的意義。中 螺旋帶與殼體之間的間隙可以為4毫米10毫米，物料可以用摩擦力帶 動全部參加混合。但由于粉碎粒度及物料的摩擦系數(shù)不一樣， 因此會使各種組分 的物料參加 混合的時間不一樣，造成產(chǎn)品的不均勻性。一是注意加工精度，使 底隙減少到3毫米左右；另一種是將主軸與殼體之間做成位置可調(diào)整的形式， 根 據(jù)磨損量可經(jīng)常調(diào)整 螺旋帶與殼體之間的間隙。在選擇混合

2、機時，這兩種形式 的產(chǎn)品應是最佳選擇。雙螺桿擠出機具有以下特點：1容易加料： 雙螺桿擠出機靠正位移原理輸送物料， 不會有壓力回流。 在單螺桿 擠出機上難以加入的， 有很高或很低粘度， 以及與金屬表面間有很寬范圍摩擦系 數(shù)的物料，如帶狀料、糊狀料、粉料、玻纖等都可以加入；玻纖還可以在不同部 位加入。雙螺桿擠出機特別適合于加工PVC粉料，可以用粉狀PVC 直接擠出管材、 型材。2物料在雙螺桿擠出機中停留時間短：適合于那些停留時間過長就會固化或凝聚 的物料的著色與混合，比如熱固性粉末涂層材料的擠出。3優(yōu)異的排氣性： 由于雙螺桿擠出機嚙合部分的有效混合， 排氣部分的自潔功能 使得物料在排氣段能獲得完全

3、的表面更新。4優(yōu)異的混合與塑化效果： 由于兩根螺桿互相嚙合， 物料在擠出過程中進行著比 單螺桿擠出機中更復雜的運動，經(jīng)受縱橫雙向的剪切混合。5較低的比功率消耗： 由于雙螺桿擠出機的螺桿長徑比較短， 物料的能量多由外熱輸入； 而單螺桿擠出機的螺桿長徑比要大出2030%， 并且機頭和分流板篩網(wǎng) 增加了阻力，因此相同產(chǎn)量的雙螺桿擠出機比單螺桿擠出機的能耗要低50%。6雙螺桿擠出機的容積效率非常高： 其螺桿特性線較硬， 流率對口模壓力的變化 不敏感，用于擠出大截面的制品比較有效， 特別是擠出難以加工的材料時。 單螺 桿擠出機的流率對口模壓力變化比較敏感。雙螺桿擠出機的擠壓系統(tǒng)是由兩根嚙合或非嚙合、整體

4、式或組合式、同向回 轉(zhuǎn)或異向旋轉(zhuǎn)的螺桿和整體式或組合式的料筒所組成。 物料進入加料斗， 經(jīng)過螺 桿到達口模；在此過程中，物料的運動情況、受到的混煉情況與螺桿是否嚙合、是同向回轉(zhuǎn)還是異向旋轉(zhuǎn)、螺桿區(qū)段的形狀和尺寸等因素關系密切。在非嚙合型的全螺紋雙螺桿中，物料會產(chǎn)生4種流動，使混煉剪切效果增強；但這種雙螺桿沒有自潔作用，一般用于混料。嚙合同向回轉(zhuǎn)型雙螺桿中，螺槽和料筒壁形成一些封閉的小室。物料在小室 中按螺旋線運動， 但由于在嚙合處兩根螺桿圓周上各點的運動方向相反， 而且嚙 合間隙非常小， 使得物料不能從上到下運動， 這樣就迫使物料從一根螺桿和料筒 壁形成的小室向另一根螺桿和料筒壁形成的小室移動

5、，從而形成螺旋運動。這種同向嚙合雙螺桿， 一根螺桿外徑和另一根螺桿根徑之間的間隙設計的很小， 因 此具有自潔作用，物料不會粘在螺槽上，物料在料筒中的停留時間也短；在共軛 區(qū)有較大的相對速度，混合作用強烈。這種螺桿一般也用于混料。異向旋轉(zhuǎn)嚙合型雙螺桿中，兩根螺桿是對稱的；由于兩根螺桿回轉(zhuǎn)方向不同，物料不能形成螺旋X運動，而是在螺紋推動下通過各部分的間隙做圓周運動，同2時朝口模方向運動。 物料通過兩根螺桿之間的徑向間隙時所受的剪切攪拌作用最 強。 另外在螺紋外徑和料筒壁形成的間隙中以及兩根螺桿螺棱的側(cè)隙間都有漏流 發(fā)生。 反向回轉(zhuǎn)的雙螺桿在一根螺桿的外徑和另一根螺桿的根徑之間必須留出一 定的間隙，

6、 而不能完全靠公差來保證，以便讓物料通過。這種雙螺桿的自潔性能 較差，但剪切強烈，塑化好，因此較多用于加工制品。雙螺桿擠出機中，螺桿的螺紋頭數(shù)對物料的作用也有很大影響：單頭螺紋：用于嚙合型的同向回轉(zhuǎn)雙螺桿，主要用于加工硬質(zhì)聚氯乙烯；由 于螺槽較深不適合于其它樹脂。如果用于非嚙合的異向回轉(zhuǎn)雙螺桿上， 因其沒有 自潔作用，功能上更像是單螺桿擠出機，適合于混煉。雙頭螺紋：有較深的螺槽，因此在單位長度上有較大的自由體積，在相同 的螺桿轉(zhuǎn)數(shù)下物料的平均剪切熱比較低， 混合作用柔和， 當其在和三頭螺紋相同 的剪切應力和扭矩下工作時，可以開到較高的轉(zhuǎn)數(shù)；適合于混料，特別適于加工 粉料、低松密度的物料、難于加

7、入的物料、不需要高剪切力或者對剪切敏感、對 溫度敏感的物料。一般用于嚙合同向回轉(zhuǎn)型的雙螺桿。三頭螺紋：螺槽較淺，在相同螺桿速度下，物料比在雙頭螺紋中受到的剪切 高。主要用于需要高剪切物料的加工。螺桿類型說明單頭螺紋深螺槽加工硬PVC,不適于普通樹脂嚙合同向回轉(zhuǎn)雙頭螺紋中等深度螺 槽最適于混料，自潔性和高速擠出性優(yōu)越，受熱時間 短，受熱均勻。 由于螺桿采用組合式， 因此可以自 由選擇物料沿料筒所需的壓力和溫度分布。加料穩(wěn) 疋；排氣段表面更新效果好。三頭螺紋淺螺槽同上異向回轉(zhuǎn)嚙合型剪切作用強，適于加工PVC,塑化均勻非嚙合型適用于混料，無自潔作用雙螺桿擠出機的螺桿，從結(jié)構(gòu)形式上可以分為整體式和組合

8、式兩種。1整體式雙 螺桿：螺桿是由整根材料做成的，分為以下幾種：1Colombo型：這是一種同向回轉(zhuǎn)的雙螺桿擠出機，其螺桿由三段單頭螺紋組成， 各段有不同的螺距、根徑、外徑。其外徑從加料段向口模方向分段變小，同時根徑則逐漸變大。靠近加料段的螺距較大，中間段螺距稍小，接近口模的一段螺距 最小。各段之間有環(huán)形無螺紋區(qū)，有可能產(chǎn)生強烈的混煉效果。兩根螺桿的螺紋 全部嚙合。在料筒上需要加工出三個與螺桿相對應的臺階。 這種雙螺桿是靠改變 螺距和螺紋內(nèi)外徑來獲得壓縮比的。2Pasquetti型：這是一種異向回轉(zhuǎn)的雙螺桿，也是由三段螺紋組成。兩根螺桿 的內(nèi)外徑之間留有一定的間隙；內(nèi)外徑的全長保持不變，靠逐漸

9、減小螺距來獲得 壓縮比。在各螺紋段之間均有無螺紋區(qū)，物料通過這段區(qū)域時得到進一步的混煉。3Mapre型：這也是一種異向回轉(zhuǎn)的雙螺桿，螺紋形狀為矩形。螺桿的直徑在全 長上保持不變，但螺紋棱寬從加料端朝口模端逐漸增大，以獲得壓縮比。4錐形雙螺桿：由三段螺紋組成，靠螺桿的錐形獲得壓縮比。2組合式雙螺桿：是由不同數(shù)目、具有不同功能的螺桿元件，按照一定的要求和 順序，安裝到帶有導鍵或者六角形芯軸上組合而成的。 根據(jù)所加工的物料和不同 工藝要求， 可以選3擇不同數(shù)量、 不同類型的螺桿元件及其最佳組合來擠出成型加 工。這樣就可以用有限的螺桿元件，通過不同的組合，來適應不同的要求，從而 解決了加工需要的通用性

10、與機器的專用性之間的矛盾。螺桿元件多種多樣，主要包括輸送元件、剪切元件、混合元件、壓縮元件、 捏合元件等。1輸送元件：大多是螺紋型的，主要作用是輸送物料，也對物料進行混合。2剪切元件：由剪切盤或者剪切螺紋組成，作用是對物料進行剪切。3混煉元件： 由帶齒的兩組盤組成， 一根螺桿的一組盤插入另一根螺桿的兩組盤 之間；主要起到混煉的作用。齒的數(shù)目和形狀取決于混煉的要求。4捏合元件： 由不同數(shù)目的捏合盤組成， 每個盤有不同的寬度， 盤之間以不同的 錯開角安放； 所有捏合盤的截面都一樣。 在捏合盤之間產(chǎn)生一種楔性流動， 這就 使熔料產(chǎn)生強烈的循環(huán)， 當熔體從一個盤流向另一個盤時， 產(chǎn)生強烈的橫向混合 與

11、剪切。如果將一根螺桿上的幾個捏合盤在一個方向錯開， 物料不但可以向下游 流動，也可以向上游流動，實現(xiàn)縱向混合。雙螺桿擠出機雙螺桿擠出機的料筒結(jié)構(gòu)也分為整體式和組合式兩種。 整體式料筒 一般多用于單一目的。 而組合式料筒由幾個料筒段連接而成， 有的料筒段上開了 排氣孔，有的沒有開排氣孔。 整個組合料筒的長度和排氣孔的位置要根據(jù)工藝需 要和螺桿協(xié)調(diào)進行組合。5.雙螺桿擠出機的主要參數(shù)有以下這些：1螺桿直徑：指螺桿外徑，單位mm對于變化的直徑或錐形雙螺桿來說，這是一個變值，應當指明是哪一端直徑。雙螺桿擠出機的螺桿直徑為28340mm直徑越大，表征設備的擠出量越大。2螺桿長徑比： 指螺桿的有效長度與螺

12、桿外徑之比。 對于整體式雙螺桿， 長徑比 是固定的，一般為718；對于組合式雙螺桿，長徑比是可變的，有的甚至可達36：1。3螺桿轉(zhuǎn)向：分為同向旋轉(zhuǎn)和異向旋轉(zhuǎn)。同向選裝的雙螺桿擠出機多用于混料， 異向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿擠出機多用于擠出制品。4驅(qū)動功率：指驅(qū)動螺桿的電動機功率，單位kW5螺桿承受的扭矩： 雙螺桿擠出機承受的扭矩載荷較大。 為表征其承載能力和保 護擠出機安全運轉(zhuǎn)， 一般在其規(guī)格參數(shù)中要列出螺桿所能承受的最大扭矩， 工作 時不能超過。單位公斤.米。6推力軸承的承載能力： 推力軸承在雙螺桿擠出機中是個重要部件， 一般在產(chǎn)品 規(guī)格說明中都會給出這個指標。7螺桿轉(zhuǎn)數(shù)范圍：nminnmax nmin

13、是最低轉(zhuǎn)數(shù)，nmax是最高轉(zhuǎn)數(shù)。8加熱功率和加熱段數(shù)：加熱功率的單位是kW9產(chǎn)量：單位是kg/h。合理選擇塑料造粒工藝是決定造粒廠母粒質(zhì)量好壞重要因素。造粒廠在雙螺 桿造粒工藝中應注意的事項有：（1）加熱溫度 加熱溫度取決于載體樹脂的軟化點或熔融溫度，載體樹脂軟化點或熔融溫度越高，加熱溫度也就越高，一般應高出樹脂的熔融溫度5C左右。加熱溫度過低樹脂不 能充分熔化，有限的載體樹脂也就無法將無機粉完全包覆，母粒的表面粗糙粒子 中間出現(xiàn)空洞，樹脂和無機粉體無法成均勻體系。 加熱溫度過高，助劑易揮發(fā)樣， 螺桿剪切力降低不宜塑化， 同樣影響母粒的質(zhì)量。 一般情況下， 二區(qū)溫度應是造 粒最高溫度，一區(qū)比二

14、區(qū)溫度低10C左右，三區(qū)、四區(qū)溫度與二區(qū)基本相同， 從五區(qū)開始直至機頭按510C的梯度逐漸降低。（2）主機的轉(zhuǎn)速 對于一定規(guī)格的雙螺桿擠出機， 主機轉(zhuǎn)速決定于產(chǎn)量， 主機轉(zhuǎn)速越高，4產(chǎn)量越大。 實踐證明， 對于任何雙螺桿擠出機來說， 并非產(chǎn)量越大越好， 一般控制在主機最 高轉(zhuǎn)速6070%為宜。轉(zhuǎn)速過大， 物粒在螺桿中停留時間小， 自然也就塑化不好。 主機的轉(zhuǎn)速還應與喂料機的轉(zhuǎn)速和切粒機轉(zhuǎn)速相匹配， 否則會出現(xiàn)冒料或粒子過 大或過小等異?，F(xiàn)象。這里也不是一個簡單主機轉(zhuǎn)速或者喂料轉(zhuǎn)速的單一問題。宏觀上講,主機轉(zhuǎn)速反 映了物料從主機螺桿里出來的速度,而喂料螺桿轉(zhuǎn)速則反映了喂料螺桿向主機螺 桿傳送物料

15、的速度。所以這里講究的是喂料螺桿轉(zhuǎn)速和主機螺桿轉(zhuǎn)速是否匹配的 問題。a、當喂料螺桿轉(zhuǎn)速相對主機螺桿轉(zhuǎn)速過小時,主機螺桿中物料沒有完全填滿螺 桿間隙,主機螺桿中,物料相對少,負荷小,這時物料在螺桿中呈現(xiàn)的是一種低壓 力的剪切,達不到良好的分散效果。由此可看出,填料的分散不僅與小分子分散 劑有關系,實際上和生產(chǎn)工藝及混料工藝等因素都密切相關。b、當喂料螺桿轉(zhuǎn)速相對主機螺桿轉(zhuǎn)速過大時，喂料螺桿傳送到主機螺桿間隙中的 料,總是來不及被主機螺桿傳送出去,水冷再切粒,于是主機螺桿間隙 中過飽 和,來不及傳送出去的物料在巨大的擠壓,壓實作用下,四處沖撞,尋找突破口,這個時候就會從玻纖口或者真空道中溢出,造成 玻纖口冒料或者返料， 甚至真空 堵塞。一般情況下,控制主機轉(zhuǎn)速在最高轉(zhuǎn)速的6070%為宜,這個實際上考慮的是過高 的主機轉(zhuǎn)速就是1的情況,而過低的主機轉(zhuǎn)速則是2的情況,這實際都應視為生產(chǎn)