第四节 挤出机新型螺杆的设计
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螺杆可以不再是整体的，也可以不再是由三段组成。 这是螺杆设计中的一大进步。
• 1）可根据需要，任意组合。 • 2）最大特点是适应性强，专用性也强，易于获得最
佳的工作条件，在一定程度上解决了“万能”和 “专用”之间的矛盾。得到了越来越广泛的应用。
• 3）这种螺杆设计较复杂，在直径较小的螺杆上结构
实现有困难。
原螺杆作成一体；
• 屏障型、分流型螺杆多在均化段或熔融段来增设非
螺纹形式的各种区段，我们称之为螺杆元件。它们 可以与螺杆做成一体，也可以用连接的方法加到螺 杆本体（由加料段和压缩段组成）上。根据这些区 段的作用的不同，将它们分别称为输送元件、压缩 元件、剪切元件、均化元件等等。
• 特点 • 组合螺杆突破了传统常规全螺纹三段螺杆的框框，
入数值较小的主螺纹与机筒的缝隙中；
• g.能实现低温挤出，已熔融物料不再承受导致过热的
剪切，而获得低温挤出。
• 缺点
• a. 加工制造困难。由于主附螺纹螺距不等给加工制
造带来很多困难而影响它的推广；
• b. 熔融能力受到限制。由于它的固体床的宽度是由
宽变窄，因此不能自始至终保持固体床与料筒壁之 间的最大接触面积而获得来自料筒壁的最多热量， 从而使熔融能力受到限制；
• 3）熔融机理
• 工作时，物料由进料槽流入。只有熔融的物料和粒
度小于间隙△的固相碎片才能越过△（即图中划剖 面线处）而进入出料槽，而那些未熔的粒度较大的 固相碎片被屏障阻挡。
• a.剪切作用
熔料和未熔融但能通过△的固相碎片在通过△时，
受到强烈的剪切作用。
• b.混合作用
进入出料槽的物料在槽中产生涡流而得以混合。
100%），
• B.减少 MD方向温度波动和TD方向的温差. • C.改善塑化质量，提高混合均匀性和填充物
的分散度，获得低温挤出。
• D.与其它新型螺杆相比，销钉螺杆的一个突出
优点是加工制造容易。
• 4、 组合螺杆 • 以上我们介绍了几种新型螺杆。可以看出： • 分离型螺杆是在熔融段附加螺纹或螺槽，它只能和
反复地分割，改变螺槽中料流的方向和速度分布，使 固相和液相充分混合，增大固体床与熔体之间的传热 面积，对料流产生一定阻力和摩擦剪切，而促进熔融。
• B.通过销钉将熔料多次分割、分流而增加对物料的
混炼、均化和填加剂的分散性，获得低温挤出。
• 其分流原理如下：
• 4）特点 • A.销钉螺杆可以提高产量（可提高30一
• 销钉螺杆是它们的代表。 • 2）熔融机理 • 如前所述，常规全螺纹三段螺杆的一系列缺点是由于
在挤出过程中固液相共存于一个螺槽并形成两相流 动造成的，固相不易熔融。
• 3）设置销钉的作用如下： • A.打碎固体床，增大传热面积，对料流产生摩擦剪
切
• 将固体床打碎，破坏熔池，打乱两相流动，并将料流
螺槽深度则由加料段螺槽深度至均化段螺槽深度。
• 在液相螺槽宽度为零的那一点固液相开始分离，在
固相螺槽的宽度为零的那一点熔融完成。全部熔融 的物料经均化段均化，定压定量定温地挤入机头。
• 3）BM螺杆的特点 • 优点： • a.塑化效率高，塑化质量好，由于固液相分离； • b.产量、压力、温度波动小，由于没有固体床解体； • c.排气性能好，由于固液相分离，不混合； • d.单耗低，由于塑化效率高，减少了能耗；； • e.适应性强，可用于多种用途、适用多种物料 • f.耐扫膛性能好，由于固液相分离，固体颗粒不能嵌
很多，但尚无一个全面的科学的螺杆分类，下面仅 就目前较为流行的分类方法，重点地介绍几种。
1、 分离型螺杆（主副螺纹螺杆）
• 设计思路：固液相尽早分离，固体尽快熔融，液相
低温挤出，保证质量，提高产量
• 针对常规全螺纹三段螺杆因固液相共存于同一螺槽中
所产生的缺点，采取措施，将已熔融的物料和未熔融 的物料尽早分离，从而促进未熔物料更快的熔融，使 已熔融物料不再承受导致过热的剪切，而获得低温挤 出，在保证塑化质量的前提下提高挤出量。
• 2）熔融机理
• 当固体床形成并在输送过程中开始熔融时，已熔的
物料将越过间隙δ而进入液相螺槽，而未熔融的固体 粒子不能通过δ而留在固相螺槽中。
• 由于主阶螺纹的螺距不等，液相螺槽由零逐渐变宽，
直至达到均化段整个螺槽的宽度，但其螺槽深度则 保持不变；
• 固相螺槽由宽变窄，至均化段其宽度变为零，但其
• c. 可能引起螺槽堵塞而产生挤出不稳定。固体床在
宽度方向要发生形变，如果设计不当，即固体床因 熔融而发生的宽度的减少与固相螺槽宽度的减少不 一致，有可能引起螺槽堵塞而产生挤出不稳定。
2、 屏障型螺杆
• 1）设计思路： • 屏障型螺杆就是在螺杆的某部位设立屏障段，使未
熔的固相不能通过，并促使固相熔融的一种螺杆。
4）特点
• a.如果设计得当，这种带有屏障段螺杆的产量、质
量、单耗等项指标都优于常规全螺纹三段螺杆。
• b.从制造方面来说，也比较容易。 • c.它适于加工聚烯烃类塑料。
• 3 、分流型螺杆 • 1）设计思路： • 在螺杆的某一部位设置许多突起部分或沟槽或孔道。
将螺槽内的料流分割，以改变物料的流动状况，促进 熔融、增强混炼和均化的一类螺杆。
• 其典型代表是BM螺杆。也叫主副螺纹螺杆。
ห้องสมุดไป่ตู้
• 1）结构原理
• 根据熔融理论所揭示的物料在螺槽中的熔融规律，
在螺杆的熔融段再附加一条螺纹，这两条螺纹把原 来一条螺纹所形成的螺槽分成两个螺槽，一条螺槽 与加料段螺槽相通，另一条螺槽与均化段相通。前 者用来盛固相，后者用来盛液相。附加螺纹与料筒 壁的间隙δ要比原来的螺纹（主螺纹）与料筒壁的间 隙δ大。
第四节 新型螺杆的设计
第四节 新型螺杆
• 所谓新型螺杆，是相对于常规全螺纹三段螺杆
而言的。新型螺杆在原理、结构设计上有许多 特点，它们是在常规全螺纹三段螺杆的基础上 发展起来的，目前已得到广泛应用。
• 所谓新型螺杆，主要是指： • 分离型螺杆 • 分流型螺杆 • 屏障型螺杆 • 组合型螺杆
• 一、 几种常见的新型螺杆
• 针对常规螺杆存在的问题，对挤出过程进行了深入
的研究，在大量实验和生产实践的基础上，发展了 各种新型螺杆。与常规螺杆相比，其优点如下：
• 提高了挤出量，
• 改善了塑化质量，
• 减少了产量波动，压力波动和在MD方向的温度波动、
TD方向的温差，
• 提高了混合的均匀性和填加物的分散性。
• 新型螺杆越来越得到广泛的应用。新型螺杆的形式
• 2）结构原理： • 下面是一种常用的直槽屏障型螺杆的屏障段。 • #在圆柱面上等距地开了若干纵向沟槽，分两组； • #一组是进料槽，其出口在轴线方向是封闭的； • #另一组是出料槽，其入口在轴线方向是封闭的； • #两组槽相间。将进料槽和出料槽隔开的棱面与料
筒之间的间隙大小不等，一半为δ（正常螺杆与机筒 的间隙），另一半为△（大于正常螺杆与机筒的间 隙）。
• 1）可根据需要，任意组合。 • 2）最大特点是适应性强，专用性也强，易于获得最
佳的工作条件，在一定程度上解决了“万能”和 “专用”之间的矛盾。得到了越来越广泛的应用。
• 3）这种螺杆设计较复杂，在直径较小的螺杆上结构
实现有困难。
原螺杆作成一体；
• 屏障型、分流型螺杆多在均化段或熔融段来增设非
螺纹形式的各种区段，我们称之为螺杆元件。它们 可以与螺杆做成一体，也可以用连接的方法加到螺 杆本体（由加料段和压缩段组成）上。根据这些区 段的作用的不同，将它们分别称为输送元件、压缩 元件、剪切元件、均化元件等等。
• 特点 • 组合螺杆突破了传统常规全螺纹三段螺杆的框框，
入数值较小的主螺纹与机筒的缝隙中；
• g.能实现低温挤出，已熔融物料不再承受导致过热的
剪切，而获得低温挤出。
• 缺点
• a. 加工制造困难。由于主附螺纹螺距不等给加工制
造带来很多困难而影响它的推广；
• b. 熔融能力受到限制。由于它的固体床的宽度是由
宽变窄，因此不能自始至终保持固体床与料筒壁之 间的最大接触面积而获得来自料筒壁的最多热量， 从而使熔融能力受到限制；
• 3）熔融机理
• 工作时，物料由进料槽流入。只有熔融的物料和粒
度小于间隙△的固相碎片才能越过△（即图中划剖 面线处）而进入出料槽，而那些未熔的粒度较大的 固相碎片被屏障阻挡。
• a.剪切作用
熔料和未熔融但能通过△的固相碎片在通过△时，
受到强烈的剪切作用。
• b.混合作用
进入出料槽的物料在槽中产生涡流而得以混合。
100%），
• B.减少 MD方向温度波动和TD方向的温差. • C.改善塑化质量，提高混合均匀性和填充物
的分散度，获得低温挤出。
• D.与其它新型螺杆相比，销钉螺杆的一个突出
优点是加工制造容易。
• 4、 组合螺杆 • 以上我们介绍了几种新型螺杆。可以看出： • 分离型螺杆是在熔融段附加螺纹或螺槽，它只能和
反复地分割，改变螺槽中料流的方向和速度分布，使 固相和液相充分混合，增大固体床与熔体之间的传热 面积，对料流产生一定阻力和摩擦剪切，而促进熔融。
• B.通过销钉将熔料多次分割、分流而增加对物料的
混炼、均化和填加剂的分散性，获得低温挤出。
• 其分流原理如下：
• 4）特点 • A.销钉螺杆可以提高产量（可提高30一
• 销钉螺杆是它们的代表。 • 2）熔融机理 • 如前所述，常规全螺纹三段螺杆的一系列缺点是由于
在挤出过程中固液相共存于一个螺槽并形成两相流 动造成的，固相不易熔融。
• 3）设置销钉的作用如下： • A.打碎固体床，增大传热面积，对料流产生摩擦剪
切
• 将固体床打碎，破坏熔池，打乱两相流动，并将料流
螺槽深度则由加料段螺槽深度至均化段螺槽深度。
• 在液相螺槽宽度为零的那一点固液相开始分离，在
固相螺槽的宽度为零的那一点熔融完成。全部熔融 的物料经均化段均化，定压定量定温地挤入机头。
• 3）BM螺杆的特点 • 优点： • a.塑化效率高，塑化质量好，由于固液相分离； • b.产量、压力、温度波动小，由于没有固体床解体； • c.排气性能好，由于固液相分离，不混合； • d.单耗低，由于塑化效率高，减少了能耗；； • e.适应性强，可用于多种用途、适用多种物料 • f.耐扫膛性能好，由于固液相分离，固体颗粒不能嵌
很多，但尚无一个全面的科学的螺杆分类，下面仅 就目前较为流行的分类方法，重点地介绍几种。
1、 分离型螺杆（主副螺纹螺杆）
• 设计思路：固液相尽早分离，固体尽快熔融，液相
低温挤出，保证质量，提高产量
• 针对常规全螺纹三段螺杆因固液相共存于同一螺槽中
所产生的缺点，采取措施，将已熔融的物料和未熔融 的物料尽早分离，从而促进未熔物料更快的熔融，使 已熔融物料不再承受导致过热的剪切，而获得低温挤 出，在保证塑化质量的前提下提高挤出量。
• 2）熔融机理
• 当固体床形成并在输送过程中开始熔融时，已熔的
物料将越过间隙δ而进入液相螺槽，而未熔融的固体 粒子不能通过δ而留在固相螺槽中。
• 由于主阶螺纹的螺距不等，液相螺槽由零逐渐变宽，
直至达到均化段整个螺槽的宽度，但其螺槽深度则 保持不变；
• 固相螺槽由宽变窄，至均化段其宽度变为零，但其
• c. 可能引起螺槽堵塞而产生挤出不稳定。固体床在
宽度方向要发生形变，如果设计不当，即固体床因 熔融而发生的宽度的减少与固相螺槽宽度的减少不 一致，有可能引起螺槽堵塞而产生挤出不稳定。
2、 屏障型螺杆
• 1）设计思路： • 屏障型螺杆就是在螺杆的某部位设立屏障段，使未
熔的固相不能通过，并促使固相熔融的一种螺杆。
4）特点
• a.如果设计得当，这种带有屏障段螺杆的产量、质
量、单耗等项指标都优于常规全螺纹三段螺杆。
• b.从制造方面来说，也比较容易。 • c.它适于加工聚烯烃类塑料。
• 3 、分流型螺杆 • 1）设计思路： • 在螺杆的某一部位设置许多突起部分或沟槽或孔道。
将螺槽内的料流分割，以改变物料的流动状况，促进 熔融、增强混炼和均化的一类螺杆。
• 其典型代表是BM螺杆。也叫主副螺纹螺杆。
ห้องสมุดไป่ตู้
• 1）结构原理
• 根据熔融理论所揭示的物料在螺槽中的熔融规律，
在螺杆的熔融段再附加一条螺纹，这两条螺纹把原 来一条螺纹所形成的螺槽分成两个螺槽，一条螺槽 与加料段螺槽相通，另一条螺槽与均化段相通。前 者用来盛固相，后者用来盛液相。附加螺纹与料筒 壁的间隙δ要比原来的螺纹（主螺纹）与料筒壁的间 隙δ大。
第四节 新型螺杆的设计
第四节 新型螺杆
• 所谓新型螺杆，是相对于常规全螺纹三段螺杆
而言的。新型螺杆在原理、结构设计上有许多 特点，它们是在常规全螺纹三段螺杆的基础上 发展起来的，目前已得到广泛应用。
• 所谓新型螺杆，主要是指： • 分离型螺杆 • 分流型螺杆 • 屏障型螺杆 • 组合型螺杆
• 一、 几种常见的新型螺杆
• 针对常规螺杆存在的问题，对挤出过程进行了深入
的研究，在大量实验和生产实践的基础上，发展了 各种新型螺杆。与常规螺杆相比，其优点如下：
• 提高了挤出量，
• 改善了塑化质量，
• 减少了产量波动，压力波动和在MD方向的温度波动、
TD方向的温差，
• 提高了混合的均匀性和填加物的分散性。
• 新型螺杆越来越得到广泛的应用。新型螺杆的形式
• 2）结构原理： • 下面是一种常用的直槽屏障型螺杆的屏障段。 • #在圆柱面上等距地开了若干纵向沟槽，分两组； • #一组是进料槽，其出口在轴线方向是封闭的； • #另一组是出料槽，其入口在轴线方向是封闭的； • #两组槽相间。将进料槽和出料槽隔开的棱面与料
筒之间的间隙大小不等，一半为δ（正常螺杆与机筒 的间隙），另一半为△（大于正常螺杆与机筒的间 隙）。