双螺杆挤出机工作原理

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第五节 双螺杆挤出机的工作原理
（1）异向双螺杆对物料的输送机理 ③ 异向全啮合双螺杆啮合处的相对速度
VrA＝2π · n (Rb-Rs) VrA为 A 点处两螺杆侧间隙间的相对速度 Rb为螺杆外半径 Rs为 螺杆内半径
具有良好的自洁性
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第五节 双螺杆挤出机的工作原理
（1）异向双螺杆对物料的输送 机理 ④ 旋向的影响 异向向外： 在加料口不断腾出空间，使物料不断进入螺槽， 即进入“C”形室，然后随着“C”形室向前输送。 异向向内： 在加料口物料被拉入螺槽，螺槽空间暴露少，易 充满螺槽，且物料受到强烈的挤压，从而对螺杆 产生反压力，即螺杆分离力。
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第五节 双螺杆挤出机的工作原理
二、双螺杆挤出机的工作原理 ◆ 非啮合型双螺杆的工作原理 不能形成封闭或半封闭的型腔，无正位移输送条件， 其输送机理与单螺杆相似。 ◆ 啮合型双螺杆的工作原理 能形成封闭或半封闭的型腔，有正位移输送条件， 其正位移输送程度与封闭程度有关。 只讨论全啮合式双螺杆挤出机输送机理。
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第三章 挤出成型（Extrusion）
第五节 双螺杆挤出机的结构及工作原理
一、双螺杆挤出机的结构与分类 二、双螺杆的工作原理 三、双螺杆挤出机中的功能元件 四、双螺杆对物料的混炼与塑化 五、螺杆的结构参数
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第五节 双螺杆挤出机的工作原理
双螺杆挤出机诞生的背景： ➢ 双螺杆挤出机是在单螺杆挤出机基础上发展起来的 ➢ 用单螺杆挤出机加工
Polymer Processing Engineering
Beijing University of Chemical Technology
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《聚合物加工工程》
第三章 挤出成型（Extrusion） 第一节 概述（录像） 第二节 单螺杆挤出机的基本结构 第三节 单螺杆挤出理论 第四节 排气挤出机的工作原理 第五节 双螺杆挤出机的工作原理 第六节 挤出成型工艺
2、分类 （3）按照螺纹的旋向与转向分类 ◆异向双螺杆：异向螺纹、异向转动 （异向向内、异向向外） ◆同向双螺杆： 同向螺纹、同向转动
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第五节 双螺杆挤出机的工作原理
异向
同向
双螺杆挤出机的转动方向： ◆ 平行双螺杆（异向、同向） ◆ 锥形双螺杆（异向）
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第五节 双螺杆挤出机的工作原理 锥形 平行
➢ 包括挤压系统、传动系统、加热冷却系统 ➢ 功能基本上与单螺杆挤出机相同
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第五节 双螺杆挤出机的工作原理 双螺杆挤压系统作用： ◆ 输送（固体、熔体）：连续、稳定、输送率高 ◆ 熔融塑化（固体→熔体）：完全、均匀 ◆ 增压、排气、均化
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第五节 双螺杆挤出机的工作原理 不同点： ➢ 两根螺杆，水平放置 ➢ 机筒内孔为双孔 ➢ 有排气系统（螺杆有排气段，机筒有排气口） ➢ 加料装置，定量加料
一、双螺杆挤出机的结构与分类 2、分类 （2）按照螺杆相对位置（啮合方式）分类 ◆ 全啮合（A= r +R） A-两根螺杆中心距离 ◆ 非啮合（A≥2 R ） （体现不出双螺杆的优点） ◆ 部分啮合（ r +R ≤ A≤ 2 R ）
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第五节 双螺杆挤出机的工作原理 全啮合 非啮合 部分啮合
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第五节 双螺杆挤出机的工作原理 一、双螺杆挤出机的结构与分类
材 料：掺混料（纤维与树脂） 填充、增强材料（CaCO3、红泥、矿渣等）
出现问题：吃料难、熔融难、塑化差 ➢ 70年代以来，双螺杆挤出机发展十分迅速
欧 洲：100%管、板、异型材制品用双螺杆挤出机加工
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第五节 双螺杆挤出机的工作原理
双螺杆挤出机的应用领域： ➢ 聚合物反应挤出：PU、PA、POM、PMMA反应成型
为型材、单丝等；TPV的制备等 ➢ 共混、填充改性：PA/玻纤 、橡塑共混（PP/EPDM、
PP/POE等）、塑塑共混（合金） ➢ 废塑料再生利用：将形状、比重、品种不同的聚合物
回收、 利用 ➢ 成型加工HPVC管材、异型材等
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第五节 双螺杆挤出机的工作原理 一、双螺杆挤出机的结构与分类
1、结构（与单螺杆挤出机相比） 相同点：
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第五节 双螺杆挤出机的工作原理 （1）异向双螺杆对物料的输送 机理
⑤ 两螺杆间存在间隙，两螺杆产生分离力更大。
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第五节 双螺杆挤出机的工作原理
（1）异向双螺杆对物料的输送机理 ⑥ 异向双螺杆挤出机的设计及操作特点 两螺杆主要设计成螺纹式： 有正向螺纹、反向螺纹和特种螺纹之安排 两螺杆之间的间隙： ➢ 间隙越小，剪切速率越大，分散混合效果好,但 两螺杆的分离力大。 ➢ 间隙越大，剪切速率越小，但通过量越大，分 布混合效果好。
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第五节 双螺杆挤出机的工作原理 一、双螺杆挤出机的结构与分类
2、分类 （1）按照螺杆结构特点分类 ◆ 平行双螺杆挤出机 ◆ 锥形双螺杆挤出机
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第五节 双螺杆挤出机的工作原理
平 行 双 螺 杆 挤 出 机
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第五节 双螺杆挤出机的工作原理
锥 形 双 螺 杆 挤 出 机
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第五节 双螺杆挤出机的工作原理
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第五节 双螺杆挤出机的工作原理 3、双螺杆间的开放和封闭
物料的流动空间不同
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双
螺
来自百度文库杆 挤
捏 合 盘
出
机
的
类
型
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第五节 双螺杆挤出机的工作原理
二、双螺杆挤出机的工作原理 1、输送机理 ◆ 单螺杆输送机理：由摩擦和粘性拖曳输送 固体（加料段）：摩擦输送（fs↓、fb ↑ ） 熔体（计量段）：摩擦和粘性拖曳输送 ◆ 双螺杆输送机理：强制输送 (正位移输送） 不同类型双螺杆：正位移输送能力不同 输送机理有差异
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第五节 双螺杆挤出机的工作原理 1、输送机理（全啮合型）
（1）异向双螺杆对物料的输送机理 ① 特点（形成C形室沿螺杆轴向移动）
共轭纵横向全封闭的矩形螺槽，异向旋转
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第五节 双螺杆挤出机的工作原理
（1）异向双螺杆对物料的输送机理 分开看：两根旋向不同的双螺杆 合着看：啮合区 一根螺杆螺棱插入另一根螺槽中，把两个 连续的螺旋通道分割成一段段的封闭“C” 形室，室数与螺纹圈数相同。 动 作：螺杆转动， “C”形室前移（轴向移动） 螺杆转动一圈， “C”形室前移一个导程的 距离。
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第五节 双螺杆挤出机的工作原理
（1）异向双螺杆对物料的输送机理 ② C形室沿螺杆轴向移动的速度为： VL＝t ·n，其中 t为螺杆导程，n为螺杆转速 异向全啮合双螺杆挤出机的理论挤出量： Q＝2n ·V，其中V为单个C型小室的体积
实际上，由于存在螺杆与机筒内壁的间隙，漏流使 产量不能达到理论产量。