双螺杆挤出机发展
挤出机单螺杆与双螺杆(精)
挤出机单螺杆与双螺杆挤出机按其螺杆数量可以分为单螺杆、双螺杆和多螺杆挤出机。
目前以单螺杆挤出机应用最为广泛, 适宜于一般材料的挤出加工。
双螺杆挤出机由于具有由摩擦产生的热量较少、物料所受到的剪切比较均匀、螺杆的输送能力较大、挤出量比较稳定、物料在机筒内停留长 , 混合均匀。
SJSZ 系列锥形双螺杆挤出机具有强制挤出、高质量、适应性广、寿命长、剪切速率小、物料不易分解、混炼塑化性能好、粉料直接成型等特点,温度自控,真空排气等装臵。
适用于管、板、异形材等制品的生产。
2001年兰泰塑料机械有限公司开发出高扭矩型 SHJ-92同向双螺杆配混挤出造粒机组,并出口印度尼西亚,产量达 1100公斤 /小时, 355kw, 螺杆转速达 500r/min,在国内机型配臵和性能最高。
在国内率先研制成功双流道液压换网系统, 实现了真正的不停车换网。
混炼转子型螺杆元件等新型元件研制成功并且应用。
单螺杆挤出机无论作为塑化造粒机械还是成型加工机械都占有重要地位, 近几年, 单螺杆挤出机有了很大的发展。
目前德国生产的大型造粒用单螺杆挤出机,螺杆直径达 700mm ,产量为 36t/h。
单螺杆挤出机发展的主要标志在于其关键零件——螺杆的发展。
近几年以来, 人们对螺杆进行了大量的理论和实验研究, 至今已有近百种螺杆,常见的有分离型、剪切型、屏障型、分流型与波状型等。
从单螺杆发展来看, 尽管近年来单螺杆挤出机已较为完善, 但随着高分子材料和塑料制品不断的发展, 还会涌现出更有特点的新型螺杆和特殊单螺杆挤出机。
从总体而言, 单螺杆挤出机向着高速、高效、专用化方向发展。
双螺杆挤出机喂料特性好, 适用于粉料加工, 且比单螺杆挤出机有更好的混炼、排气、反应和自洁功能, 特点是加工热稳定性差的塑料和共混料时更显示出其优越性。
近些年来国外双螺杆挤出机已经有很大的发展, 各种形式的双螺杆挤出机已系列化和商品化, 生产的厂商也较多,大致分类如下:(1按两根轴线相对位臵,有平行和锥形之分;(2按两根螺杆啮合程序,有啮合型和非啮合型之分;(3按两根螺杆的旋转方向, 有同向和异向之分, 在异向中又有向内、向外之分;(4按螺杆旋转速度,有高速和低速之分;(5按螺杆与机筒的结构,有整体和组合之分。
毕业设计(论文)双螺杆挤出机
第1 章绪论1.1 塑料挤出概述当今世界四大材料体系(木材、硅酸盐、金属和聚合物)中,聚合物和金属是应用最广泛和最重要的两种材料。
据统计,在塑料制品成型加工中,挤出成型制品的产量大约占整个塑料制品产量的50以上。
其中不仅包括板、管、膜、丝、和型材等制品的直接成型,还包括热成型、中空吹塑等坯料的挤出加工。
除此之外,在填充、共混、改性等复合材料和聚合物合金生产过程中,螺杆挤出很大程度上取代了密炼、开炼等常规工艺。
挤出机几乎成为任何一个塑料有关公司或研究所最基本的装备之一。
挤出成型有如此发展趋势主要原因为:螺杆挤出机能将一系列化工基本单元过程,如固体输送、增压、熔融、排气、脱湿、熔体输送和泵出等物理过程集中在挤出机内的螺杆上来进行。
近年来,挤出工程的创新表现,更多的过程,如发泡、胶联、接枝、嵌段、调节相对分子质量甚至聚合反应等化学加工过程都愈来愈多地在螺杆挤出机上进行。
螺杆挤出工艺装备有较高的生产率和较低的能耗,减少生产面积和操作人员数量,降低生产成本,也易于实现生产自动化,创造好的劳动条件和减少少的环境污染。
螺杆挤出这种工艺不仅广泛地用于聚合物加工,而且在建材、食品、纺织、军工、和造纸等工业部门中都得到了愈来愈多的应用。
双螺杆挤出机与单螺杆挤出机相比,能使熔体得到更加充分的混合,应用更广。
1.2 塑料挤出成型设备的组成一套完整的挤出设备由主机、辅机及控制系统组成。
挤出机是塑料挤出成型的主要设备,即主机。
由挤压系统、传动系统及加热冷却系统和主机控制系统组成。
(1)挤压系统由机筒、螺杆和料斗组成,是挤出机的核心工作部分。
(2)传动系统由电机、调速装置和传动装置组成。
作用是给螺杆提供所需转速和扭矩。
(3)加热冷却系统由温控设备组成。
作用是通过对机筒进行加热和冷却,以保证挤出系统成型在工艺要求的温度范围内进行。
(4)控制系统主要由仪表、电器及执行机构组成。
作用是调节控制机筒温度、机头压力和螺杆转速。
挤出机需配置相应的辅助机械设备才能实现挤出成型。
双螺杆挤出机介绍
双螺杆挤出机介绍
首先,双螺杆挤出机由两个对称旋转的螺杆组成。
这两个螺杆通常具
有不同的结构和功能。
一个螺杆负责输送、压缩和熔融塑料颗粒,另一个
螺杆则负责混合和分散添加剂,以保证挤出过程中塑料的均匀性和稳定性。
双螺杆挤出机的结构包括进料系统、压缩区、塑化区、模具头以及冷
却系统等部分。
进料系统负责将塑料颗粒输送到挤出机的进料口,压缩区
对塑料进行加压和压缩,塑化区将塑料熔化成熔融状态,模具头对熔融塑
料进行成型,冷却系统对已成型的塑料进行冷却。
双螺杆挤出机在挤出过程中具有很多优势。
首先,它能够实现高速挤出,生产效率高。
其次,双螺杆挤出机采用的双螺杆结构,使得塑料颗粒
能够充分混合和塑化,增强了塑料制品的质量和均匀性。
此外,双螺杆挤
出机操作简便,调节方便,可根据不同的生产需求进行调整和控制。
然而,双螺杆挤出机也存在一些缺点和挑战。
首先,双螺杆挤出机的
设备成本较高,投资较大。
其次,由于使用了双螺杆结构,设备的维护和
保养比较复杂,需要专业技术人员进行维修和调整。
此外,双螺杆挤出机
对原料的适应性较差,对塑料颗粒的形状和大小有一定的要求,不适用于
处理过大或过小的颗粒。
总之,双螺杆挤出机是一种重要的塑料加工设备,广泛应用于各种塑
料制品的生产过程中。
它通过双螺杆的旋转运动,将塑料颗粒加热、熔融、挤出成型,具有高效、高质量和易操作等特点。
虽然双螺杆挤出机存在一
些缺点,但随着技术的发展和改进,这些问题也将得到解决和改善,使双
螺杆挤出机在塑料制品加工领域发挥更大的作用。
双螺杆挤出机
➢ 按螺杆排列:
• 平行双螺杆挤出机
阶式双螺杆挤出机
•
•
锥形双螺杆挤出机
1.9.3 双螺杆挤出机旳工作原理:
(1)啮合型同向旋转双螺杆(多为组合式)工作原理:
工作 特点:
① 物料从一根螺杆流入另一根螺杆,料流呈∞形运动,料斗→口模存在 着直接通道(加料过多或机头压力高时易从排气口冒料);
第九节 双螺杆挤出机
1.9.1 概述:
(1)发展史:
1869 第一台双螺 杆挤出机在 英格兰问世, 主要为制造 香肠 开发旳;
1935 第一台加工 塑料旳双螺 杆挤出机由意大利Robcrto Colombo 和Carlo Pasquetti研制出来;
1965 出现排气、脱水、造粒用双螺杆挤出机; 1968 出现组合式双螺杆混炼挤出机,可用于玻纤、碳纤及
2)组合式:
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组合式螺杆元件
① 元件品种:
1)螺纹套——输送元件;
2)捏合盘——剪切元件; 3)齿形盘——混合元件;
4)封闭元件——反旋螺纹套或反旋捏合盘。
② 意义:
能够根据被加工物料品种旳不同,更换螺杆及机筒,扩 大了设备用途。
ห้องสมุดไป่ตู้
1.9.4 定量加料器:
1. 作用:
① 螺杆具有强制输送能力,防止过饱和堵死流道; ② 螺槽不充斥,可调整混合质量; ③ 便于构成多加料口和多排气口
结论:1. 双螺杆具有比单螺杆有更多旳优点,用途更广; 2. 双螺杆虽然购置价格高,但产量大、比功耗低,收回投资更快 。
1.9.2 双螺杆挤出机旳构造与分类:
(1)构造构成:
(2)分类:
➢按啮合是否:非啮合型双螺杆挤出机
同向平行双螺杆挤出机_研究报告——北京化工大学
目录1概述-----------------------------------1 2同向平行双螺杆挤出机的分类-------------1 2·1基本分类-------------------12·2组合分类-------------------23主要结构及基本原理---------------------2 3·1主要结构-------------------33·2基本原理-------------------44同向平行双螺杆挤出机的优点-------------6 5同向平行双螺杆挤出机的发展趋势---------7 参考文献------------------------------91概述挤出机起源18世纪,英格兰的Joseph Bramah于1795年制造的用于制造无缝铅管的手动活塞式压出机被认为是世界上第一台挤出机。
在挤出机作为一种制造方法的发展过程中,第1次有明确记载的是R.Brooman在1845年申请的用挤出机生产固特波胶电线的专利。
在聚合物加工中首先应用双螺杆挤出机是在20世纪30 年代的意大利, 其标志是Roberto Colombo研制成功了同向双螺杆挤出机Pasquetti研制成功了异向双螺杆挤出机。
现代双螺杆挤出技术是在20 世纪60 年代末至70 年代初随着RPVC制品的发展得以发展的1964年Inning和Zanradnik 申请了己内酞胺在标准组件同向旋转双螺杆挤出机内连续阴离子聚合的专利。
在我国, 双螺杆挤出机的应用大约在20 世纪70 年代初, 到90 年代初发展迅速。
关于最早双螺杆挤出机的设计初衷是为了解决挤出时物料挤出不净的问题,后来在使用和研究的过程中发现双螺杆挤出机的性能在很多方面优于单螺杆挤出机,因此,对于双螺杆的研究是很必要的,下面主要分析同向平行双螺杆挤出机的分类。
2双螺杆挤出机的分类2·1随着双螺杆挤出机的发展,就出现了各种不同样式的双螺杆挤出机,由于所需加工的物料不同,因此需要用不同的螺杆挤出机的形式来进行良好的塑化,保证加工质量。
双螺杆挤出机的原理与应用
双螺杆挤出机的原理与应用一、原理双螺杆挤出机由两个平行转动的螺杆组成,一个螺杆为主动螺杆,负责塑料的输送和熔化,另一个螺杆为从动螺杆,主要负责辅助熔化和混合塑料。
在挤出机的进料口,将颗粒状的塑料原料加入,然后通过螺杆的旋转,向前推进并渐渐加热。
螺杆螺距逐渐减小,螺杆槽的容积也逐渐减小,使得加热板尺寸渐渐缩小。
与此同时,在主动螺杆和从动螺杆的推动下,塑料原料逐渐变热,融化成熔融状态,并且充分混合。
在塑料熔融后,通过模具的形状和大小,可以将熔融的塑料挤出成各种形状的产品。
而且,双螺杆挤出机还可以通过调节不同的参数,如螺杆转速、温度、压力等,来实现对产品的生产控制。
二、应用1.塑料加工:双螺杆挤出机广泛应用于塑料加工工业中,用于生产各种塑料制品,如塑料薄膜、塑料管材、塑料板材、塑料条材等。
双螺杆挤出机可以通过调整螺杆的转速和温度,以及挤出机的出料头,来实现对不同材料和不同尺寸的塑料制品的生产。
2.橡胶加工:双螺杆挤出机还可以应用于橡胶加工工业中,用于生产橡胶制品,如橡胶管、橡胶密封件等。
双螺杆挤出机通过调整螺杆的转速和温度,以及模具的形状和大小,来实现对不同种类的橡胶制品的生产。
3.医疗器械:双螺杆挤出机被广泛应用于生产医疗器械,如输液管、人工关节、导管等。
医疗器械的生产要求严格,对产品的材料和尺寸等方面有着严格要求。
双螺杆挤出机可以通过精确控制生产参数,来满足医疗器械的高质量要求。
4.冶金工业:双螺杆挤出机还可以应用于冶金工业中,用于生产冶金制品,如合金管、合金杆等。
双螺杆挤出机在冶金工业中的应用,可以通过调整挤出机的工艺参数,来实现对不同种类的合金材料的生产。
总之,双螺杆挤出机是一种广泛应用于塑料、橡胶、医疗器械、冶金等工业中的设备。
通过调整挤出机的工艺参数,可以满足不同种类和尺寸的产品的生产要求。
双螺杆挤出机在塑料加工等领域中具有重要的地位,有助于提高生产效率和产品质量,推动工业的发展。
双螺杆挤出机介绍
双螺杆挤出机介绍双螺杆挤出机是一种常用的塑料加工设备,主要用于将塑料颗粒通过挤出工艺转化为各种形状的塑料制品。
相比于单螺杆挤出机,双螺杆挤出机具有更高的生产效率和更广泛的应用领域。
下面将详细介绍双螺杆挤出机的工作原理、结构特点、应用范围以及市场前景等方面的内容。
一、工作原理双螺杆挤出机的工作原理是将塑料颗粒通过喂料口投入挤出机的双螺杆腔内,通过两个螺杆的旋转将塑料颗粒加热熔融,并通过注塑头使熔融塑料注入模具中,最后通过冷却系统使塑料固化并形成所需的产品形状。
其中,双螺杆挤出机的两个螺杆可以采用对转或同转方式运行,通过调整速度和压力参数可以灵活控制挤出过程中的温度、压力和速度等参数,以满足不同产品的生产需求。
二、结构特点1.双螺杆挤出机的双螺杆具有更大的传热面积和较高的传热效率,能够更好地实现塑料的熔融和连续稳定挤出;2.双螺杆挤出机的双螺杆之间的距离可调,可以实现对挤出机腔内的塑料压实和熔融效果的调控,使产品的外观质量更加均匀和稳定;3.双螺杆挤出机的挤出头结构多样,可以适应不同产品的挤出需求,通过更换挤出头可以制作出不同形状和尺寸的产品;4.双螺杆挤出机配备有先进的控制系统,可以实现对挤出温度、压力、速度和流量等参数的精确控制。
三、应用范围双螺杆挤出机广泛应用于塑料加工行业,可以用于制作各种塑料制品,如塑料板材、管道、薄膜、型材、线缆套管、异型制品等。
不仅适用于常见的塑料材料,如PP、PE、PVC等,还可以用于特殊塑料材料,如热塑性弹性体、聚酰胺、聚碳酸酯等。
由于双螺杆挤出机对原料的适应性和挤出效果较好,因此在汽车、建筑、电子、医疗器械等行业得到了广泛的应用。
四、市场前景随着工业技术的进步和市场需求的增加,双螺杆挤出机在塑料加工行业的市场前景非常广阔。
双螺杆挤出机具有更高的生产效率和更好的产品质量,能够有效提高企业生产能力和产品竞争力。
同时,双螺杆挤出机的自动化程度也在不断提高,可以实现智能化控制和远程监控,更加符合现代工业的发展趋势。
单螺杆挤出机与双螺杆挤出机性能对比分析报告
单螺杆挤出机与双螺杆挤出机性能状况分析报告一. 塑料挤出机概述1. 常规单螺杆挤出机现状和技术水平分析在常规单螺杆挤出机的性能方面,我国己能生产螺杆直径为φ12-φ250mm多种规格、门类齐全的挤出机,长径比大多在25-30范围。
一些新型的混炼元件如分离型、屏障型、分流型、变流道型以及流束位置变换型等混炼元件得到了较为广泛的应用:螺杆最高转速:直径φ150-φ200的大型挤出机加工烯烃类物料时为50-75r/min,加工PVC等热敏性物料时为5-42r/min:直径φ30以下的小型机器加工烯烃类物料时为l60-200r/min,加工PVC等热敏性物料时为18-l20r/min:北京化工大学研制成功的φl2mm手提式单螺杆排气挤出机为1200r/min。
而国外单螺杆挤出机螺杆直径最小φ6mm,最大为φ700mm,最大长径比达60。
日本池贝公司φ30单螺杆挤出机最高螺杆转速为300r/min,挤出机300kg/h,远远高于我国同规格机器实际产量l4kg/h的水平。
由于常规单螺杆挤出机与其它挤出机相比,具有结构简单、坚固耐用、维修方便、价格低廉、操作容易等特点。
在我国相当长时间内仍有很大市场,因此如何使常规单螺杆挤出机优质、高效、多功能化,仍然是我国塑机研究工作者的艰巨任务。
2.异向旋转双螺杆挤出成型机的现状与技术水平分析2.1 异向旋转平行双螺杆挤出机异向旋转双螺杆挤出机有许多种类型,可分为平行和锥形两大类,前者两根螺杆的轴线互相平行,后者两根螺杆的轴线相交成一角度。
目前流行的平行异向双螺杆挤出机多为在啮合区纵横向都封闭,即共轭型的。
锥形双螺杆挤出机与啮合型平行异向双螺杆挤出机的工作机理基本相同。
如果将其设计成啮合区螺槽纵横向皆封闭的,则其输送能力和建压能力都很强,因其加料端两螺杆轴线间有较大的空间,可以采用大的止推轴承和扭矩分配齿轮,从而能承受高扭矩和高推力负荷,很适合硬聚氯乙烯类制品的挤出成型。
为了制造更优的聚合物,80年间双螺杆挤出机改变了很多(附发展史)
为了制造更优的聚合物,80年间双螺杆挤出机改变了很多(附发展史)龍檏聚烯烴学习聚烯烃专业知识龙朴用心服务整整80年前,塑界发生了一件大事——真正能够制造出聚合物加工用的双螺杆挤出机,诞生了!80年过去了,双螺杆挤出机已经得到了广泛应用,许多行业都能看见它的身影。
例如:高分子合金共混、PVC管材、食品行业、制药行业等。
在共混改性行业,最常见的即为啮合同向双螺杆挤出机(简称双螺杆挤出机或TSE)。
接下来,我们谈谈双螺杆挤出机的发展历程。
1从单到双,应用范围大大提升早在19世纪中叶,挤出机就已经在工业生产中普遍应用了。
但那时候的挤出机都属于单螺杆挤出机,主要应用在瓷器黏土、橡胶、食品工业三大领域。
人们发现,单螺杆挤出机输送物料的效率受介质本身的流变性能影响很大,并且,螺槽根部的物料滞留严重,所以发明家们一直在寻找可以解决上述问题的方案。
土爆了对不对?然而,他就是世界上第一个提出真正意义上的双螺杆挤出机的人。
双螺杆挤出机的发明,将挤出机在工业生产中的应用大大提升了。
当然,改进仍在继续。
2历史转折,双螺杆挤出机取代液压机80年前,也就是1938年,意大利LMP公司创始人Roberto Colombo首次真正制造出聚合物加工用的双螺杆挤出机,并且用来制造PVC管材。
这是一个历史性时刻!因为此前,PVC管材都由液压机压制成型的。
从那一刻开始,液压机开始被双螺杆挤出机取代。
而这,还只是双螺杆挤出机的初尝试。
Colombo Roberto在美国申请的一系列专利中的一篇——screw press for mixing and extruding plastic materials(1951)由上图可见,Colombo的螺杆全部由输送元件组成,这是因为他的设计初衷是挤出成型,所以并没有考虑混合效率的问题。
1939年,Colombo对双螺杆挤出机进行改进,最大直径做到109mm。
同年,他获得了第一个客户——德国IG法本公司。
啮合同向双螺杆挤出机
啮合同向双螺杆挤出机啮合同向双螺杆挤出机是挤出加工中常用的加工设备,而挤出技术是一种重要的聚合物加工技术。
1935年意大利的Roberto Colombo研制出世界上首个啮合同向双螺杆挤出机,20世纪80年代,我国开始较为广泛的应用双螺杆挤出机。
1935年意大利的Roberto Colombo研制出世界上首个啮合同向双螺杆挤出机后。
自从其诞生后,经过半个多世纪的不断改进和完善,它便以其积木式结构带来的多变性和适应性以及优异的混合性能,在成型、共混、改性、反应挤出等聚合物加工过程中得到了广泛应用。
挤出机的核心部件是螺杆,啮合同向双螺杆挤出机一般分为固体输送、熔融、排气、熔体输送等功能段。
至今为止,研究主要集中在熔体输送段,已经有了成熟的理论体系和数理模型,有了很多有意义的研究成果;固体输送段和熔融段由于物料在该段的状态还不能由现有方程和数理模型很好的描述,所以理论研究成果较少,主要依靠经验设计。
目前,啮合同向双螺杆挤出机向着高转速、大扭矩、更高的熔融塑化效率、更优的混合质量、更低的能耗方向发展。
也就是说,在保证产品质量的前提下,如何在更低的能耗下,获得更高的生产能力,是双螺杆挤出机制造商和用户所共同追求的目标。
20世纪80年代,我国开始较为广泛的应用双螺杆挤出机,相对于西方国家(美、德、意、英、日等)起步较晚。
随后,我国一些厂家开始生产制造双螺杆挤出机。
但是最初的设计基本是依靠引进国外技术。
到20世纪90年代初,我国双螺杆挤出机的设计制造发展很快,形成了双螺杆挤出机制造热。
目前国内所生产的双螺杆挤出机的规格已由中小型开始向大型发展,制定了相应标准并形成系列,年产量达几百台套。
但在双螺杆挤出机的设计、制造水平和机器的整体质量方面,与国外先进国家生产的双螺杆挤出机还有不小差距,这主要表现在独立设计能力较弱,不少厂家的产品是测绘和仿制的,设计出水平较高的机器较少。
从结构上讲,啮合异向旋转双螺杆挤出机的螺槽为非封闭结构,本身有利于物料流通混合,物料从加料口到一根螺杆后,在摩擦拖拽下,沿着这根螺杆的螺槽前进至下方窄间隙,受到两根螺杆的压缩后而被螺槽运送至桶壁又进行压缩,并在料筒表面的摩擦拖曳下沿另一根螺槽向前输送,周而复始,它广泛应用于塑料的挤出成型和造粒。
对啮合同向双螺杆挤出机技术难点与策略分析
对啮合同向双螺杆挤出机技术难点与策略分析发布时间:2023-04-10T02:50:47.983Z 来源:《科技潮》2023年3期作者:栗晓题[导读] 从上个世纪开始,意大利的一家公司就提出了第一台同向双螺杆挤出机,啮合同向双螺杆挤出机逐渐频繁使用在聚合物的增强等多个领域,变成现阶段国内外塑料改性加工十分关键的设备。
科倍隆(南京)机械有限公司摘要:本片首先对啮合同向双螺杆挤出机的进步与发展过程进行阐述,并分析其发展过程中的核心点与难点,最后对能够采取的策略进行总结,以期提供相应的参考。
关键词:啮合同向双螺杆挤出机;整机性能;策略分析1啮合同向双螺杆挤出机整机水平阐述从上个世纪开始,意大利的一家公司就提出了第一台同向双螺杆挤出机,啮合同向双螺杆挤出机逐渐频繁使用在聚合物的增强等多个领域,变成现阶段国内外塑料改性加工十分关键的设备。
因为啮合同向双螺杆挤出机在混炼体现的效果、自己清洁能力与大产量、消耗的能源低等方面成果较好,因此从上个世纪中期开始,其生产与制造的相关技术已经获得高速进步与发展。
就设备整体的构造来看,和单螺杆挤出机具备相似之处,但是单螺杆挤出机实质上被划分为简单的挤出机类型,并且难以胜任全部的聚合物加工步骤与工作等。
啮合同向双螺杆挤出机在挤出工作过程中也可以分成固体式输送、熔融与熔体输送三种过程。
外内径比是双螺杆挤出机的螺杆外径与其根径之间产生的数量比值,比扭矩就是一根螺杆可以承受的极限扭矩与中心距三次方产生的数值。
比扭矩体现是物料在啮合范围内能够承受的剪切的实际强度,也作为双螺杆设备实际能力的关键参数。
将啮合原理作为基础与前提能够了解到,在相同中心距前提下,比扭矩越大,其螺杆根径的要求越高、标准越严格,因为要有足够大的空间容纳下螺杆芯轴,如果出现螺杆根径变大的情况,就能够了解到螺杆直径的实际需要变小,这样可以最大程度保证挤出机螺杆的不干涉特性,如果螺杆直径减小,就会导致螺槽逐渐变浅,进而让自由体积不符合要求,因此得出结论,这两个指标相互之间能够起到限制作用。
第四章-排气挤出机双螺杆挤出机辅机
2、排气式挤出机主要应用于:
(1)含水分、溶剂、单体的聚合物在不预热干燥下直 接挤出,以获得优质制品。
(2)加有各种助剂的预混粉料的挤出,以除去低沸点 组分,并起到均匀混合作用。
(3)夹带大量空气的松散或絮状聚合物的挤出,以去 除夹带的空气。
❖ 第二均化段螺槽深度hⅡ与第一均化段螺槽深度hⅠ之 比称为“泵比”x。
❖ x越大,第二均化段的输送能力越大,冒料的可能性 越小。但当机头压力较低时,生产将不稳定。
❖ 据统计,排气挤出机的x大多在1.5~2.0。 ❖ 排气段参数选择的核心问题是如何达到很好的排气
效果。 ❖ 根据经验:排气段长度取(2~6)D,排气段螺槽深
(二)实现稳定挤出的方法
1、压力调节
(1)防止冒料 在Ⅰ阶螺杆的计量段和排气段之间加阀V1。 则有: Ⅰ阶螺杆特性线变软 Ⅱ阶螺杆特性线、口模特性线不变
(二)实现稳定挤出的方法
1、压力调节 (2)防止缺料 在Ⅱ 阶螺杆或口模前加阀V2 相当于增大了机头压力, 则有: Ⅰ阶螺杆特性线不变,口模特性线变
⑤功率消耗低
❖ 单螺杆挤出机螺杆长径比比双螺杆的大20~30%, 分流板、过滤网及机头等阻力比双螺杆的大、故 双螺杆挤出机功率消耗要低50%。 ⑥螺杆特性硬
❖双螺杆挤出机的产量主要决定于加料量,与螺杆 转速无关,其螺杆特性线较硬,见图3-89,产量 对压力不敏感。
❖适于挤出大截面尺寸及精度要求较高的制品挤出 成型。
气体从排气段机筒上的排气口排出挤出机。 ❖这种类型排气螺杆加工方便,加工物料种类
广,机筒易于安装加热冷却装置。目前采用 广。
❖2、旁路式排气挤出机 见图4-149
双螺杆挤出机分析
双螺杆挤出机分析一、双螺杆挤出机的类型世界上第一台用于热塑性塑料加工的双螺杆机是三十年代在意大利问世的。
六十年代双螺杆机开始飞速发展。
当时人们认识到它在大口径PVC硬管挤出、特殊配混过、双螺杆挤出机的类型工程塑料挤出和干混粉料挤出方面具有很大的优越性。
目前世界各国生产的双螺杆机,大多数都是由互相啮合的二根螺杆在8字形内腔的机筒内旋转。
如按二根螺杆的转向来分,可分为同向型和异向型;如按机器用途来分又可分为普通型和配混型。
此外,还可按照二根螺杆啮合与否、二螺杆轴线交角、啮合间隙大小(全擦式或非全擦式)、压缩比取得的方法等来划分。
二、双螺杆挤出机的特点反向旋转的双螺杆挤出机与单螺杆挤出机或与同向旋转的双螺杆挤出机比较,有以下几个特点:(1)适合硬聚氯乙烯粉料直接挤出成型。
扮料直接挤出成制品,对单螺杆挤出机来说,是比较困难的事,即使使用,产量和质量一般是比较低的;同向旋转的双螺杆挤出机,虽比单螺杆挤出机要好,但世界上目前大多数这种挤出机,还是用粒子料来加工成制品的。
因为同向旋转的双螺杆挤出机在挤压原理上与单螺杆相同,只不过是单螺杆的一个发展。
从螺杆的断面方向看,单螺杆的料流是圆形轨迹移动,而同向双螺杆的料流是沿着8字形的轨迹移动、反向旋转的双螺杆挤出机物料在螺杆内的移动情况则不一样。
啮合混炼的效采好,计量堆确,回流少。
相对单螺杆来说,有更大的长径比,有较大的传热面积。
所以塑化效果好。
同时辛辛纳蒂·米拉克朗工厂生产的双螺杆挤出机,都设置了其空排气系统。
以上这些原因对粉料直接挤出成型,造成了有利的条件。
据奥地利介绍,这个厂生产的设备,在聚氯乙烯加工中,已占世界总产量11勺15%。
双螺杆挤出机另外还有一个特点,它能够加工某些单螺杆挤出机难以加工的材料,如润滑性过大,单螺杆挤出时出料量不均的那些材料。
双螺杆不限于加工聚氯乙烯,只要更换不同形式的螺杆,同样能生产各种热塑性塑料。
(2)塑化好,温度容易控制,制品质量稳定。
挤出成型设备的研究现状及发展
挤出成型设备的研究现状及发展挤出成型是一种常见的塑料加工方法,广泛应用于塑料制品的生产。
它通过加热和融化塑料颗粒,然后将其挤压通过模具,使其形成所需的形状和尺寸。
挤出成型设备的研究现状和发展主要涉及设备结构、控制系统、材料加工等方面。
首先,挤出成型设备的结构方面,目前主要分为单螺杆挤出机和双螺杆挤出机两种类型。
单螺杆挤出机结构简单、价格低廉,广泛应用于轻质产品和一些特殊材料的加工。
而双螺杆挤出机由于具有更好的混炼和塑化能力,适用于高粘度和高填充料的材料加工。
目前,双螺杆挤出机在复合材料、高性能塑料的加工领域得到广泛应用。
此外,还有一些新型结构的挤出成型设备,如井型螺杆挤出机和分区交替双螺杆挤出机,它们通过改变螺杆构造,提高了产品的质量和生产效率。
其次,挤出成型设备的控制系统方面,目前主要采用PLC和触摸屏技术。
PLC(可编程逻辑控制器)可以实现挤出成型设备的自动化控制,提高生产效率和产品质量。
触摸屏技术则可以实现人机界面的直观操作,方便操作人员进行参数设置和监控。
除了常规的控制系统,还有一些新技术应用于挤出成型设备的控制,如模糊控制、神经网络控制和遗传算法优化控制等,提高了设备的自适应性和智能化程度。
再次,挤出成型设备的材料加工方面,目前主要关注材料的挤出性能和加工工艺的优化。
一方面,针对不同类型的塑料,通过改变挤出机的螺杆结构和加热冷却系统,可以优化其挤出性能,提高产品的质量。
另一方面,针对不同形状和尺寸的产品,通过改变模具的设计和挤出工艺参数的优化,可以减少产品的缺陷,提高产品的一致性和性能。
最后,挤出成型设备的研究还涉及到能源消耗、环保和可持续发展等方面。
随着能源危机和环境污染问题的日益严重,人们对挤出成型设备的能源利用效率和环保性能提出了更高的要求。
因此,当前的研究主要集中在节能技术的应用、废物再利用和环境友好材料的研发等方面,以减少能源消耗和废物排放。
综上所述,挤出成型设备的研究现状和发展主要集中在设备结构、控制系统、材料加工和可持续发展等方面。
2024年挤出机市场发展现状
2024年挤出机市场发展现状1. 前言挤出机作为一种常见的塑料加工设备,在各个行业中都起到了重要的作用。
本文将就挤出机市场的发展现状进行深入分析。
2. 市场概况挤出机市场近年来持续稳定增长,成为塑料加工行业中的重要组成部分。
据相关数据显示,挤出机市场在过去十年间年均增长率达到了5%,预计未来几年内仍将保持相对稳定的增长态势。
3. 市场主要驱动因素挤出机市场的快速发展得益于以下几个主要驱动因素:3.1 塑料行业需求增长随着工业化进程的推进,全球范围内对塑料制品的需求在不断增长。
塑料制品在包装、建筑、汽车、电子等行业中得到广泛应用,增加了对挤出机的需求。
3.2 技术创新推动挤出机制造商在技术创新方面不断努力,通过不断改进设备的功能和性能,提高生产效率和产品质量。
技术创新推动了挤出机市场的发展,并不断满足用户对设备性能的需求。
3.3 环境保护要求增加随着全球对环境保护要求的增加,传统的生产工艺受到限制,推动了挤出机市场向更加环保的方向发展。
一些新型的挤出机采用了低能耗、低排放的工艺,得到了环保意识日益增强的企业的青睐。
4. 市场分析4.1 地区分布挤出机市场在全球范围内较为均衡地分布。
目前亚太地区是全球最大的挤出机市场,占据了市场份额的40%,其次是欧洲和北美地区。
随着新兴国家工业化进程的加速,中东、拉美等地区的市场份额也在逐渐增加。
4.2 行业应用分析挤出机市场的主要应用行业包括塑料制品、包装、建筑、汽车、电子等。
其中,塑料制品行业是挤出机市场的主要需求方,占据了市场份额的60%以上。
包装行业和建筑行业也是挤出机市场的重要应用领域。
4.3 市场竞争态势挤出机市场竞争激烈,主要厂商包括GEA Group、KraussMaffei、Coperion等。
这些厂商在技术创新、产品质量、售后服务等方面不断竞争,以争夺更多的市场份额。
此外,一些新兴企业也通过技术创新和市场定位等手段在市场上崭露头角,加大了市场的竞争程度。
巴顿菲尔辛辛那提新的平行双螺杆挤出机twinEX展示最佳性能 在型材挤出上达到最高产量和能效
统)、I ta o l 杆 芯 部 温 度 调 节 系 nrco 螺 统 和 优 化 的螺 杆 设 计 。
除 了 挤 出 机 以 外 , 下 游 设 备 不 断 的 发 展 进 步 对 型 材 挤 出性 能 的 提 高 同 样 至 关 重 要 。 巴 顿 菲 尔 辛 辛 那 提 不 仅 设 计 制 造 下 游 设 备 , 同 时 和
能 效 的 整 套 窗 型 材 挤 出 生 产 线 。 格
机 型 号 。 对 比 其 他 的 异 向双 螺 杆 挤
出 机 ,t n X 的 比 能 量 输 入 大 约 要 wiE
鲁 伯 挤 出技 术 公 司 最 近 开 发 了 节 能
真 空 系 统 ,该 系 统 的 特 点 是 具 有 更
低 1 %而 同 时 产 量 得 到 提 高 。 这 是 5 通 过 加 长 加 工 单 元 到 3 L D 并 结 合 4/ 热 量 损 失 的 减 少 而 实 现 的 。 主 要 的
高 效 率 的 干 式 真 空 定 型 和 采 用 可 变
真 空 度 控 制 系 统 的 真 空 箱 。 和 传 统
( 超 美供 稿 ) 杨
设 计 特 点 包 括 完 全 隔 热 的 机 筒 、 智 能 AP C@ 机 筒 风 冷 ( 力 风 冷 系 强
1 %. 时 需 要 的 比 能 量 降 低 。 0 同
巴顿 菲 尔辛 辛 那提 新 的 平 行 双 螺 杆 挤 出机 系 列 t nE 产 能提 高超 过 wi X .
巴 顿 菲 尔 辛 辛 那 提 多 年 以 前 已
经 认 识 到 开 发 高 能 效 生 产 线 设 备 的 必 要 性 。这 在 新 一 代 的 t n X 双 wi E 螺 杆 挤 出机 上 得 到 了 体 现 。 t n X wiE
螺杆组合
根据经验+理论+实验相结合的方法进 行设计整体螺杆组合设计
6.1 整体螺杆设计前的考虑点
1.混合作业的目的,最终制品的配方和加入双螺杆挤 出机进行混合时物料中各组分的形态、性能和配比。 因为不同聚合物、不同添加组分及其配比对挤出过 程、螺杆构型、运转条件的要求是不同的。 2.对各种螺杆(及机筒) 元件及各功能区的局部螺杆 构型、工作原理和性能及适用场合有较全面而深入 的了解 3.就整个混合工艺而言,对加料方式、加料顺序有无 特殊要求也必须弄清楚。
4.3 捏合段的设计原则
1.凹槽内物料承受的平均剪切速率 减小螺棱间隙及增大螺纹头数都可提高平均剪切速率, 亦即 可增强单块捏合块的混炼能力。 2.捏合块间的错列角 是决定捏合段工作性能的一个关键参数 3.注意捏合段的压力须与和它相连的正、反向螺纹段中的压 力相匹配;各自的轴向流量和轴向压力梯度的关系曲线
6.1 整体螺杆设计前的考虑点
4.挤出过程主要是实现分布性混合,则应使物料在螺 杆中流动时能不断重新取向,使其与剪切方向成45。 适当松弛提高前面降低的粘度 5.挤出过程主要是实现分散性混合, 则螺杆构型的 设计与分布混合就有所不同。分散混合的关键变量 是应力,只有能提供大的剪应力,才能使结块和液滴 破裂,这就要在螺杆(机筒) 中设置高剪切区,而且 要使物料多次通过这些高剪切区。
五、啮合同向双螺杆挤出过程不同功能段的螺 杆构型
啮合同向双螺杆挤出过程一般由加料、 固体输送、熔融、熔体输送、混合、排 气等功能段组成。 不同的功能段需要不同的局部螺杆构型 与它相适应,以完成不同的功能。
5.1 加料段和固体输送段的螺杆构型
1.加料段 一般采用大导程、正向螺纹输送元件加大螺槽深度 的非标准螺纹元件 2.固体输送段 把物料输送,同时松散 的粉状低松密度物料压 实或提高粒状物料在螺槽中的充满度,以促进物料在 下游的熔融塑化
同向双螺杆
特点
①优良的喂料性能。 ②优良的混合性能。 ③良好的自清理效果。 ④灵活多变的组合式设计。 ⑤ 停留时问分布可控。 ⑥优良的排气性能。
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同向双螺杆挤出螺槽
主要加工RPVC,不适合普通树脂
最适合混料,自洁性好;受热时间短而 均匀,高速挤塑性好;三头螺纹剪切更强, 分散混合更好。 因螺杆可采用组合式,可根 据材料确定沿料筒的压力和温度分布,加料 稳定,排气段表面更新效果好
同向双螺杆挤出机
1、认识同向双螺杆挤出机(介绍、结构、机理) 、认识同向双螺杆挤出机(介绍、结构、机理) 2、同向双螺杆挤出机类型 、 3、同向双螺杆挤出机主要参数 、 4、同向、异向双螺杆挤出机的区别 、同向、 5、挤出过程中物料运动的多样性 、 6、同向双螺杆挤出中的正位移 、 7、同向双螺杆挤出机应用范围 、 8、操作规程 、
back
挤出过程中物料运动的多样性
双螺杆多采用计量加料,这样, 双螺杆多采用计量加料,这样,加料量成为一个独立的操作 变量。加料量不同,螺槽的充满度就不同, 变量。加料量不同,螺槽的充满度就不同,物料在挤出过程 中的运动形式也不同, 中的运动形式也不同,这是单螺杆挤出中没有的现象
当充满度E较小时,在固体输送段下游处的相邻物料互相粘连形成若干 当充满度 较小时, 较小时 个独立的料团后进入熔融段。在熔融过程中,料团在机筒、 个独立的料团后进入熔融段。在熔融过程中,料团在机筒、螺杆的共同 作用下,一边沿螺槽纵向向前滚动,一边熔融。粉料的密度较小, 作用下,一边沿螺槽纵向向前滚动,一边熔融。粉料的密度较小,在同 样产量的情况下,其体积加料量要比粒料大,螺槽充满度也更大些。 样产量的情况下,其体积加料量要比粒料大,螺槽充满度也更大些。由 于充满度很大而又没有被压实,物料不再是若干个独立的料团, 于充满度很大而又没有被压实,物料不再是若干个独立的料团,而成为 连续的物料床。根据可视化观察试验, 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, 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。 挤出产量也较大,因此,充满度是人们十分关心的问题。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, 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。 下物料特定的运动形式,并针对各种形式来分别建模。
双螺杆挤出发展简史
双螺杆挤出双螺杆技术是过去50年来最重要的挤出技术进展。
该技术在20世纪50年代才进行了商业化,这一日期比其最初面世缩短了近20年时间。
意大利和德国的工程师率先开发成功双螺杆挤出机,包括同向旋转和异向旋转,最初的目的是为了提高PVC管材的生产效率。
LMP (Lavorazione Materie Plastiche)公司的奠基人Roberto Colombo首次尝试用双螺杆混合醋酸纤维素,以避免使用溶剂。
1938年,他设想采用一台啮合的、同向旋转的双螺杆挤出机进行PVC造粒以用于管材挤出。
在此之前,PVC管材的制备一直采用压机设备完成。
从那时起,同向旋转的双螺杆挤出机就支配了PVC-U的挤出。
双螺杆在低得剪切速率下就可以得到高的产量,因此降低了价格昂贵的稳定剂的用量。
双螺杆挤出机也用于配混和造粒树脂。
在进行填料、纤维的配混种发挥重要的作用。
也用于反应加工如聚合、接枝、改性等领域。
同向旋转率先推出LMP(后来被Owens Corning公司1996年收购)公司推出了其第一台同向旋转挤出机,由两根或者三根螺杆组成,直径高达109mm,早在1939年它就取得了一个专利。
那一年它的第一个客户是德国的I.G.Farbenindustrie,该公司第一个开发PVC。
二次世界大战后,LMP授权法国的Creosot-Loire(现在的Clextral)公司、英国的R.H.Windsor和日本的Ikegai Iron制造双螺杆挤出机。
东芝机器公司(Toshiba Machine Co.)在1955年率先制造成功全啮合的反向旋转双螺杆。
安装在同向旋转轴上的带有捏合盘的配混机械也在二次大战中出现在I.G.Farben公司。
大战之后,这方面的工作由Bayer公司得以延续,并在1957年授权Werner and Pfleiderer公司制造商业化的同向旋转配混机,冠以ZSK商标。
除去捏合盘外,这些双螺杆挤出机的另外一项革新——后来成为了一种标准,是采用一些短的螺杆组件,这些组件可以更换或者相互改变组合,以用于不同的配混过程。
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S. J. Meitner, L. R. Baylor, S. K. Combs, D. T. Fehling, J. M. McGill, D. A. Rasmussen
The ITER pellet injection system is comprised of devices to form and accelerate pellets, and is connected to inner wall guide tubes for fueling, and outer wall guide tubes for ELM suppression [1,2,3]. The ITER plasma fuel is injected as solid hydrogen isotope pellets. The ITER pellet injection system will need to provide a solid extrusion rate of ~1500 mm3/s
J. W. Leachman
Mechanical Engineering Department University of Wisconsin - Madison Madison, WI USA
(1800 mbar-L/s) at durations of up to 3000 s [4]. The pellets used to trigger ELMs are to be injected at high frequencies >15 Hz. A method of producing fuel pellets approaching the ITER requirements with a single screw extruder has proven feasible [5,6]. The extruder provides a stream of hydrogen isotopes to a secondary section of the pellet injection system, where cylindrical pellets are punched/formed and accelerated in a gas gun with room temperature propellant gas into the plasma. A novel method of using a twin screw extruder, cooled by supercritical helium, has been proposed [2] to utilize the advantages of the twin-screw extruder. Twin-screw extruders used in the food industry, when compared to single-screw extruders, offer the proven advantages of positive displacement pumping without relying on wall friction to move the extrusion through the screws and reduced pulsation at the die [7]. A one-fifth ITER scale prototype has been built at the Oak Ridge National Laboratory [8] which has demonstrated the production of a continuous solid deuterium (D2) extrusion. Design improvements have been made to the pre-cooler and liquefier heat exchangers, and to limit the loss of extrusion through gaps in the screws. II.
978-1-4244-2636-2/09/$25.00 ©2 h Ts Tm m
dTm dx
In order to solve this differential equation, first the definition for the average heat transfer coefficient, h , is used which is a function of the local heat transfer coefficient and L , the tube length under inspection:
Fusion Energy Division Oak Ridge National Laboratory Oak Ridge, TN USA
Abstract— The ITER pellet injection system is comprised of devices to form and accelerate pellets, and will be connected to inner wall guide tubes for fueling, and outer wall guide tubes for ELM pacing. An extruder will provide a stream of solid hydrogen isotopes to a secondary section, where pellets are cut and accelerated with a gas gun into the plasma. The ITER pellet injection system is required to provide a plasma fueling rate of 120 Pa-m3/s (900 mbar-L/s) and durations of up to 3000 s. The fueling pellets will be injected at a rate up to 10 Hz and pellets used to trigger ELMs will be injected at higher rates up to 20 Hz. A twin-screw extruder for the ITER pellet injection system is under development at the Oak Ridge National Laboratory. A one-fifth ITER scale prototype has been built and has demonstrated the production of a continuous solid deuterium extrusion. The 27 mm diameter, intermeshed, counter-rotating extruder screws are rotated at a rate up to ≈5 rpm. Deuterium gas is pre-cooled and liquefied and solidified in separate extruder barrels. The precooler consists of a deuterium gas filled copper coil suspended in a separate stainless steel vessel containing liquid nitrogen. The liquefier is comprised of a copper barrel connected to a Cryomech AL330 cryocooler, which has a machined helical groove surrounded by a copper jacket, through which the pre-cooled deuterium condenses. The lower extruder barrel is connected to a Cryomech GB-37 cryocooler to solidify the deuterium (at ≈15 K) before it is forced through the extruder die. The die forms the extrusion to a 3 mm x 4 mm rectangular cross section. Design improvements have been made to improve the pre-cooler and liquefier heat exchangers, and to limit the loss of extrusion through gaps in the screws. This paper will describe the design improvements for the next iteration of the extruder prototype. Keywords-ITER; twin-screw extruder; pellet injection
HEAT EXCHANGER IMPROVEMENTS
I.
INTRODUCTION
A. Improved Pre-Cooler Design The pre-cooler is used to reduce the temperature of the incoming fuel gas (295 K) to 80 K before it is passed on to the liquefier. If the exhaust temperature of the D2 from the precooler does not reach 80 K, additional cooling load is placed on the liquefier and solidifying barrel, exceeding their cooling capacity. Design changes to the pre-cooler were implemented to improve the heat exchanger performance. The previous precooler design consisted of a copper reservoir containing LN2, surrounded by a D2 trace copper coil [8]. The redesigned pre-cooler now contains the D2 copper coil inside the reservoir in a LN2 bath. The copper coil diameter was reduced from 12.7 mm to 6.35 mm for ease of coiling. The required tube length was determined by analyzing a differential control volume on the gas travelling in the xdirection, shown in Fig. 1, as outlined by Nellis and Klein [9].