挤出机生产厂家

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双螺杆挤出机的技术难点

  近几年来,同向旋转双螺杆挤出机在国内外得到了突飞猛进的发展,其产量、扭矩和转速大幅度地进步,使用也日益广泛。目前,我国出产的同向平行双螺杆挤出机多为中小型机,螺杆直径约在φ25~φ100之间,国内所需的大型挤出机悉数依赖于进口。国内大部分厂家出产的双螺杆挤出机总体功能较低,使用范围较窄,在很多职业的使用领域还尚未开辟;对双螺杆挤出机理的研讨才刚起步,在脱挥理论的研讨方面还处于空白状况;在双螺杆的规划、核算以及制作技能方面仍有不少难点需求战胜,这些都制约了我国双螺杆挤出技能与配备的发展。鉴此,咱们结合国家“九五”严重技能配备攻关项目——“高效多功能双螺杆挤出造粒机组”的研讨,对开发研发中的技能难点和脱挥理论进行了重点研讨。

  本课题以国外第六代双螺杆挤出机的水平为赶超目标,围绕双螺杆挤出机高的出产功率、强的混炼塑化才能、良好的操作稳定性、低的能耗以及多功能、多用途等六项主要技能功能指标,开发研发成功了国内第一台φ30高效多功能双螺杆挤出造粒机组。在高扭矩、高转速双螺杆专用传动设备、高粘度齿轮计量泵、组合式推力轴承设备的规划与制作以及激光测试技能等方面取得了关键性的突破;完善了双螺杆挤出机的核心部件——螺纹元件的几许造型程序,实现了三维模型的参数化规划,图形精度和核算速度有明显的进步,程序的适用性和可操作性大为增强。这些都可为大型同向旋转双螺杆挤出机的国产化以及多功能双螺杆挤出机的系列化开发供给经历。

  在广泛查阅国内外有关聚合物的脱挥机理以及各种螺杆挤出脱挥理论和试验研讨的文献基础上,对同向旋转双螺杆挤出机的脱挥机理进行了深入研讨。通过剖析物料在挤出进程中低分子蒸发分气体构成和排出进程,研讨了参加物料物性、蒸发分含量、挤出工艺条件、螺纹元件几许参数和组合形式对气体蒸发物脱挥功率的影响,剖析了气泡构成条件和加速气泡决裂的各种要素。

  借鉴静止液体中气泡均匀成核和非均匀成核速率表达式,提出了在一定的温度和螺杆转速下同向旋转双螺杆挤出机中的气泡成核速率表达式,并由试验得出模型中含有的相关参数。在此基础上,结合物料在同向旋转双螺杆挤出机中的活动特性,使用结构微发泡中气泡长大模型,树立了同向旋转双螺杆挤出机的起泡操控脱挥和扩散操控脱挥的有限膜物理和数学模型。选用国际上先进的大型商业有限元软件ANSYS对非牛顿流体三维活动进行了数值核算,得到了物料在双螺杆挤出机内的压力、速度和粘度散布以及螺杆特性曲线,求得了物料在双螺杆挤出机内的有效充溢长度、用于脱挥的未充溢段长度和脱挥传质面积。这些数据的取得对脱挥功率的核算是必不可少的。

  为了验证本研讨所树立的同向旋转双螺杆挤出机脱挥问题的物理、数学模型和理论核算值的正确性,咱们进行了一系列试验。在此基础上用回归剖析法求得了起泡脱挥时气泡群密度核算公式中的若干经历参数。通过对试验数据的整理剖析,得到如下定论:

  1、主螺杆转速、加料量以及机筒设定温度是双螺杆挤出机中脱挥进程的主要影响要素。这些要素的改变又会影响物料温度、螺槽充溢度、停留时间以及有效充溢长度,从而多方面地影响脱挥。关于特定的工艺,有一个最佳工作点,在稳定工作的情况下,能够得到最高的脱挥功率。

  2、进步螺杆转速,有利于气泡构成、长大和决裂,有利于下降物料在螺槽中的充溢长度、增强物料质量传递表面的更新作用,能够进步脱挥功率;但过高的转速,使物料在脱挥段的停留时间急骤削减,脱挥功率反而下降。

  3、恰当下降喂料量能够削减排气段的充溢率,使脱挥功率进步;但过低的喂料量不仅使挤出量削减并产生动摇,而且因为充溢率太低,不足以构成熔池,使起泡脱挥功率下降,因而喂料量必须适中。

  4、进步熔体温度,使扩散系数和Henry常数增大,熔体粘度下降,有利于脱挥进程的进行。

  5、添加物料在脱挥段的停留时间、添加脱挥段长度能够进步脱挥功率,为此在螺杆结构规划中能够考虑添加排气段长度和选用多阶排气。

  综上所述,φ30新型高效多功能双螺杆挤出造粒机组的开发研讨成功,既可为我国聚合物混合、改性造粒工艺供给最新的配备,又可为后续大型双螺杆造粒机组的开发研发在技能和理论两方面积累经历。试验结果还表明,本研讨树立的同向旋转双螺杆挤出机起泡操控和扩散操控脱挥模型使用于出产实践是可行的。它对聚合物出产进程的下游工序如清洗、凝结、脱挥、挤压脱水、枯燥和造粒以及反响挤出等工艺参数挑选、大型多阶排气式双螺杆挤出机的开发研讨有重要参考价值。

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