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雙螺杆擠出機開機步驟

發布者:admin 發布日期:2019-08-23 雙螺杆擠出機開機步驟

雙螺杆擠出機開機步驟

與單螺杆擠出機的擠出過程相比,齧合同向雙螺杆擠出機的擠出過程更為複雜、多 變,因為影響這一過程的因素更多,如加料量、螺杆構型、螺杆齧合、操作條件 (溫 度、螺杆轉速) 等。

圖3-16列出了物料自加料口加入到離開雙螺杆,物料在螺杆機筒中經曆的擠出過 程。該擠出過程包括加料段、熔融段、熔體輸送段、混合段、對空排氣段、均化段、真 空排氣段、計量段。在熔體輸送段還可以將添加物加入。當然,並非每一種擠出過程都 必須包括這些階段,有的還要多一些,有的則少一些,但基本上包括這些階段。

圖3-16 物料在擠出過程中經曆的各階段


①在加料段 (也稱固體輸送段),物料由計量加料器加入機筒加料口下方的螺杆 後,螺槽並不是全充滿的,有一個充滿度 (小於1),物料呈固體狀態。這一段的螺杆 基本上由正向輸送螺紋元件組成,但螺紋導程可由大到小,以提高物料對螺槽的充 滿度。


②物料進入熔融段後,在機筒加熱器傳給機筒的熱量和螺杆元件 (捏合盤) 對物 料的擠壓、剪切所產生的熱量作用下,物料開始熔融,在通過該段後,基本變為熔體。 這一段物料的充滿度比固體輸送段高,有壓力產生,耗費的能量最大。


③接下來物料進入熔體輸送段,由熔融段輸送過來的殘留固相最後熔融變為熔體。 該段的螺杆由大導程的正向輸送螺紋元件組成,物料的充滿度低 (小於1),未建立壓 力,故可在此段將要添加的物料 (聚合物或添加劑) 加入 (用側加料器或垂直加料器 加入)。


在熔體輸送段加入的物料和熔體一起進入由捏合塊組成的混合段,進行混合 (分 布混合和分散混合)。


④在混合段下遊緊接著對空排氣段,該段由大導程的正向輸送螺紋元件組成,混合 物對螺槽的充滿度低 (小於1),故有較大的自由表麵積可將上遊物料熔融、混合時產 生的氣體和側加料器加入物料時帶入的氣體在大氣壓下排到空氣中去。


⑤物料進入對空排氣段下遊的均化段後,在捏合塊剪切作用下對混合物各組分進行 均化 (主要是分布混合,但對仍未分散的組分亦繼續進行分散混合),使各組分混合 均勻。


⑥在均化段下遊緊接的真空排氣段中,對殘留在物料中的氣體,進一步強製排氣, 這一段的螺杆是由大導程的正向輸送螺紋元件組成,物料的充滿度低 (小於1),有較 大的自由表麵積,利於排氣。


⑦在計量段,由於螺杆的導程變小,熔體對螺槽的充滿度變大 (等於1),故建立 起壓力,以便最後將已混合的物料由口模擠出造粒。


以上是物料在擠出過程中經曆的各個階段。在不同階段 (有不同螺杆構型相對 應),物料的物理狀態、充滿度、消耗的能量、建立的壓力和溫度分布都是不同的。因 而我們可以用這些參量來描寫擠出過程。根據物料在擠出過程中物理狀態的變化,我們 可將其劃分為固體輸送、熔融、熔體輸送、混合、排氣等幾個典型階段,這和單螺杆擠 出過程有點類似。下麵將分別討論。


(2) 螺杆組合


雙螺杆擠出機的螺杆是積木式組合方式,關於整根螺杆的組合應根據具體配方、物 料特性、混合要求、操作條件來進行選擇。


下麵舉例說明針對不同使用要求,如何進行螺杆(機筒) 元件組合。


首先要確定螺杆全長由幾段組成。所謂幾段,可用加料口、排氣口來劃分。若隻 有一個加料口,而無第二加料口或排氣口,則可視為一段。若有兩個加料口或一個 排氣口及一個加料口,則視為兩段,依此類推。究竟用幾段,要根據混合工藝的要 求確定。


例1: 在一種樹脂中加入固體填料,進行填充改性,而又不需要排氣,則一般要一 個加料口,這時可把螺杆、機筒的組合視為一段組合。但也有例外,如填料對機筒磨損 嚴重,也可考慮用兩個加料口,第一個加料口加入樹脂,第二個加料口加入填料,即當 樹脂熔融後再將填料加入,這樣熔體可把固體填料潤濕包覆,使之不直接與螺杆、機筒 接觸,而減少後者的磨損。若加入的填料量很大,難以自一個加料口完全加入,也可考 慮用第二個加料口,甚至采用側加料口。


例2: 將兩種黏度不同的樹脂進行共混製作塑料合金。需要知道兩種組分配比。 若低黏度的物料占百分數少,可用一個加料口,即采用一段; 若兩組分占的百分比 接近相等,則可用兩個加料口,在第一加料口將高黏度的物料加入,在其接近熔融 處設置第二加料口,將低黏度的物料以較高的速率加入。如果低黏度的物料占的比 例很高,甚至可用三個加料口。這是考慮到,較高比例的低黏度的物料若與高黏度 物料一起自第一加料口加入,則前者猶如潤滑劑,會阻止剪切元件把能量輸入給高 黏度物料,使之不能熔融。采用上述方法是製作共混物時常遵循的等黏度原則的具 體應用。


例3: 如果是將可熔融的樹脂和不可熔融的橡膠進行共混,選定幾個加料口 (或螺 杆分幾段) 要看具體情況。橡膠含量很少,可用兩個或多個加料口。如果橡膠含量大, 可用1 ~2個加料口。若橡膠含量少,橡膠分散很難,因為已熔樹脂的黏度下降很快。 為了使橡膠分散,全部橡膠和部分樹脂應在第一加料口加入,其餘的樹脂則在下遊加料 口加入。


在段數確定後,即可進行每一段各種螺杆元件的選擇和組合。由於各段在整個擠出 過程中起的作用不同,故各段的組合也應有所不同。現以具有兩個加料口和一個排氣口 的三段組合為例來分析一下是如何進行組合的。


第一段: 這一段的主要作用是將樹脂熔融塑化。螺杆一開始的部位對應第一加料 口,這裏的螺紋元件的螺距大,槽深,螺槽容積應最大 (大於以後各段螺紋元件),以 容納自計量加料器加入的低鬆密度的物料。緊接著的下一段螺杆應逐漸將鬆散的物料壓 實,故應采用螺槽容積逐漸變小的螺紋元件 (通過變距、變槽深、變螺棱寬度等辦 法),如果在這一段還需對物料進行混合,則可加一段齒形螺紋元件,其後再接一段等 距等深的正向螺紋元件,以建立壓力。在正向螺紋元件之後可接一組捏合盤,目的在於 促進物料的熔融塑化 (物料在此應基本熔融塑化),若接反向螺紋元件,目的在於熔 融、建立壓力並形成密封,以利於在後麵的第二加料口加料。


第二段: 其主要功能在於加入第二組分(如玻璃纖維和第二種樹脂等),並將其與 由第一加料口加入的物料混合。這一段開始的螺紋元件對準第二加料口,應當具有較大 的螺槽容積,使螺槽中的物料處於半充滿的無壓狀態,以利於物料的加入。其後可接輸 送元件,再接齒形元件或反螺紋元件或捏合盤元件 (其錯列角所形成的螺旋方向可為 正向或反向),以利於由兩個加料口加入物料的混合和在其後的排氣口之前建立高壓, 形成密封。


第三段: 其主要功能在於排氣,進一步混合,最後定壓、定量、定溫地將混合好的 物料由口模擠出。這一段的開始是對著排氣口的螺紋元件,它的螺槽容積應當大,以利 於表麵更新。排氣口的下遊,可接正向螺紋輸送元件,但螺距應逐漸變小 (即使螺槽 容積變小),以使物料逐漸充滿螺槽,建立壓力。如果還需要進一步增強混合效果,可 組合一段齒形元件或捏合盤元件。在螺杆的最後區段,應是等距等深的正向輸送螺紋元 件,以便最後定量、定壓、定溫地將物料輸送至口模。


以上是一般的螺紋元件組合原則。雙螺杆螺紋元件組合是一項非常複雜、多因素、 多條件的經驗型技術工藝,要結合各種原料、工藝、溫度、環境等條件進行探索。但 是,螺杆組合的科學合理會提高混合效果和產品質量、提高生產效率、降低能耗、延長 設備使用壽命。所以,螺杆元件組合在共混改性工藝生產中的重要性應引起設備製造廠 商和應用者的高度重視,不斷探索創新,為節能降耗、提高質量、擴大產量發揮重要的作用


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