同向平行双螺杆挤出机zui初产生于食品和塑料加工,近几十年来,其应用的范围不断扩大已扩展到橡胶、涂料、石油化纤、建材、纸浆、食品、饲料加工以及流体机械等领域。同向平行双螺杆挤出机的核心是双螺杆机构。由于双螺杆机构具有比单螺杆机构输送、混合能力强、自洁性能好、效率高,比三螺杆及以上的多螺杆机构结构简单的明显优势,所以得到广泛应用。双螺杆机构按其螺杆轴线的位置可以分为平行和非平行两类。由于同向平行双螺杆挤出机制造、安装方便、成本较低,所以应用十分广泛。本文主要讨论平行双螺杆机构的主要特点及其应用。
同向平行双螺杆挤出机系统的结构形式根据应用领域和运转特性而各不相同。按转向分为异向旋转和同向旋转,按啮合形式分为啮合型和非啮合型,啮合型中又分为*啮合式和部分啮合式。一根螺杆的螺棱象楔子一样伸入到另一根螺杆的螺槽中,物料基本上不能由该螺槽继续进入到邻近的螺槽中去,而只能被迫地由一根螺杆的螺槽流到另一根螺杆的螺槽中去。由于螺杆继续转动而反复强迫物料转向,结果使物料受到较好的剪切混合作用,这种结构具有很好的自洁能力。在几何上,在啮合区螺槽在横向是封闭的,也可以是开放的,但纵向不能封闭,否则会发生干涉。
即必须将螺槽宽度设计得大于螺棱宽度,路被另一根螺杆堵死。物料在螺纹推动下,通过各部分间隙而做圆周运动,同时也做轴向运动。物料通过螺杆之间的径向隙时犹如物料通过辊的辊隙,受到强烈的剪切搅拌作用。由于双螺杆机构*的结构和工作原理,具有挤压输送、混合或切割、反应、挤出成型等多种功能。可以做成密闭式的具有料封作用,还可以向有压力的地方送料,便于在任何位置上加料或者卸料;又因可以将其壳体和旋转轴做成水冷结构,故亦可用于高温场合下的物料输送等。
同向平行双螺杆挤出机各种机构在性能和应用范围上存在一同向旋转的双螺杆,螺棱和螺槽的速度方向相反,相对速度比反向旋转的大,因而对啮合区物料的剪切速度、剪切力也大,混练效果比反向旋转的双螺杆好。同向双螺杆挤压机在螺旋啮合处没有形成压力,没有高剪切区,螺杆和筒体的磨损较低,适合于高速运转。而异向双螺杆在啮合处的顶部形成较高的压力,产生较大的剪切率,随着螺杆转速提高,螺杆和筒体磨损加大,适合于低速运转。
此外,同向平行双螺杆挤出机设备由于自身机理的原因,自洁性好,能避免堵塞问题和喂料问题,而异向双螺杆设备只有一定程度的自洁性。就螺纹头数而言,同向旋转双螺杆在单头时正位移输送能力zui大,可以避免物料因来不及向前输送而堆积在加料口,影响正常加料。双头正向螺纹元件的螺槽截面积小一些,剪切作用柔和,同向平行双螺杆挤出机用于需要良好混合和输送的场合,目前用得zui多。三头正向螺纹元件的螺槽横截面积zui小,其剪切作用较强,但输送能力低,多用于需要高剪切的场合。
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