屏障型螺杆的原理图 Principle of the Barrier Screw
固体槽
Solid channel
屏障型螺杆的原理图
阻隔螺棱
Barrier flight
主螺棱
Main flight
熔体螺棱
Melt flight
出料段
Discharge zone
阻隔段
Barrier zone
喂料段
Feed zone
双螺杆挤出机的工作原理
• 共扼纵横向全封闭的矩形螺槽异向旋转
螺杆转动一周，C 螺杆转动一周，C形室向前移动一个导程， 沿螺杆轴向移动的速度为： VL＝t · n
t 螺杆导程 n 螺杆转速
双螺杆挤出机的工作原理
• 异向旋转啮合双螺杆挤出机的理论挤出量 Q＝2n · v v 单个C型小室的体积 单个C 实际上，由于存在间隙， 实际上，由于存在间隙，漏流使 产量不能达到理论产量。 产量不能达到理论产量。
密炼机 Mixer
单螺杆挤出机 Single Screw Extrude
单螺杆挤出机 Single Screw Extrude
开槽喂料机筒
• 开槽喂料机筒 • Grooved Feeding Section
• High specific throughput • Low melt temperature • Excellent melt homogeneity • Wide application range
锥形双螺杆的螺杆参数
• 达到压缩比的方法：
1. 阶梯式地改变螺距 2. 渐变螺距式 3. 螺距不变，螺纹厚度改变 4. 螺杆直径和螺槽深度均改变 5. 锥形螺杆
锥形双螺杆料筒材料的选择
• • • • 40Cr表面镀铬 表面镀铬 38CrMoAlA氮化钢 氮化钢 双金属料筒 杜拉镍合金(含镍为 含镍为94.9%) 杜拉镍合金 含镍为
• 双螺杆挤出机的转动方向
同向
异向
1. 2.
双螺杆挤出机的转动方向 平行( 平行(异向、同向） 锥形( 锥形(异向）
双 螺 杆 挤 出 机 的 类 型
双螺杆挤出机的工作原理
• 非啮合型双螺杆的工作原理 不能形成封闭或半封闭的型腔， 不能形成封闭或半封闭的型腔，无正位移 输送条件，其输送机理与单螺杆相似。 输送条件，其输送机理与单螺杆相似。 啮合型双螺杆的工作原理 能形成封闭或半封闭的型腔， 能形成封闭或半封闭的型腔，有正位移输 送条件， 送条件，其正位移输送输送程度与封闭 程度有关。 程度有关。
双螺杆挤出机及双螺杆
• 平行双螺杆
双螺杆挤出机及双螺杆
• 锥形双螺杆挤出机
双螺杆挤出机的结构和类型
• • 1. 2. 中心距A≥ 非啮合 中心距 ≥ 2R 啮合 中心距A>R+r 部分啮合 中心距 中心距A=R+r 全啮合 中心距
双螺杆挤出机的结构和类型
• 双螺杆挤出机的开放和封闭
双螺杆挤出机及双螺杆
双螺杆挤出机的工作原理
• 异向旋转啮合双螺杆啮合处的相对线速度 VrA＝2π · n (Rb-Rs) VrA A室的体积 Rb-螺杆外半径 Rs –螺杆内半径 B点处，VrA和 VrB V数值不等，方向相同。 数值不等，方向相同。 点处， rA和 O点处，Vro＝0 点处，
具有良好的自洁性
双螺杆挤出机的工作原理
平行双螺杆挤出机
parallel twin screw extruder
直径 Diameter:φ75-130mm φ
产量 Output: 300-900kg/h
螺杆与料筒 screw and barrel
● Single screw and barrel ● Conical twin screw and barrel ● Parallel twin screw and barrel ● Bimetallic screw and barrel
螺棱前缘
Leading edge
螺棱前缘
Trailing edge
粒状树脂 汇集
Solid bed
熔体汇集
Melt reservoir
挤出造粒生产线
Plastic Pelletizing & Extruding d to extrude PP, PVC, PE, ABS granulators. The line includes single screw extruder, or conical twin screw extruder and relating pelletizing down stream equipment.
纵横向开放较大 的输送元件， 的输送元件，混 合作用好， 合作用好，漏流 大，物料停留时 间分布较宽。 间分布较宽。
纵向开放、横向 纵向开放、 封闭的输送元件， 封闭的输送元件， 具有较强的输送 能力， 能力，但混合作 用差。 用差。
双螺杆挤出机中的功能元件
• 压缩元件
螺槽为等深变矩，螺棱 宽度由薄变厚，螺槽容 积变小。
曲边三角形 剪切强烈，适用 于能承受剪切的 物料
双螺杆挤出机中的功能元件
• 混合混炼元件
齿形混合元件
可以进行分流，增加界面，有利于分 布混合比较难以混合的物料。
锥形双螺杆
• 啮合型、异向旋转、锥形双螺杆 啮合型、异向旋转、
锥形双螺杆的特点
1. 2. 3. 4. 5. 体积逐渐缩小 熔化区传热面积大 剪切较小， 剪切较小，摩擦热较小 刚度大， 刚度大，轴承易布置 制造难度大， 制造难度大，不适宜制成积木式
异向双螺杆挤出机的特点
定量加料
控制物料的塑化情况
加设排气口
纵向气体导通向料斗方向排气、从排气口排出 纵向气体导通向料斗方向排气、
加强压缩
改变螺纹导程、螺棱宽度、螺杆外径、螺杆根径、 改变螺纹导程、螺棱宽度、螺杆外径、螺杆根径、 设置反向螺纹等
啮合同向旋转双螺杆挤出机的工作原理
• 啮合型同向双螺杆的物料流动
啮合型同向双螺杆的纵向必须开放， 啮合型同向双螺杆的纵向必须开放，否 螺杆会发生干涉而不能啮合。 则，螺杆会发生干涉而不能啮合。 螺槽宽度大于螺棱宽度，纵向有通道。 螺槽宽度大于螺棱宽度，纵向有通道。
啮合同向旋转双螺杆挤出机的工作原理
• 同向双螺杆两螺杆之间没有压迫效应 同向双螺杆两螺杆之间一般制作成紧密 啮合，以提高自洁能力。 啮合，以提高自洁能力。 同向双螺杆两螺杆之 间的相对速度 Vr＝2π · n (Rb＋Rs)
表面硬度HRC＝65以上 表面硬度HRC＝65以上
多螺杆挤出机 Multi Screw Extrder
双阶挤出机
双阶挤出机
• 开放的矩形螺槽双螺杆的物料流向 增加混合作用 剪切作用加大
为了提高混合效果，加长停留时 为了提高混合效果， 间，应将两螺杆之间有物料交换 部分嚙合、纵向皆开放的。 部分嚙合、纵向皆开放的。
异向双螺杆挤出机的特点
两螺杆之间的间隙
• 间隙越小，剪切速率越大，但通过量越 间隙越小，剪切速率越大， 混合效果差。 少，混合效果差。 • 间隙越大，剪切速率越小，但通过量越 间隙越大，剪切速率越小， 混合效果好。 大，混合效果好。
混合设备与挤出机的结构 与工作原理
苑会林 材料科学与工程学院
共混体系的类型及结构
• 固体／固体 液体／液体 固体／液体
混合和混炼 mixing and compounding
混合与混炼
高速搅拌机
捏合机
螺杆挤出机混炼或塑化
密炼机
高速搅拌机
高速搅拌机
Z型混合机
Z型混合机
开炼机
开炼机
密炼机 Mixer
单螺杆挤出机 single screw extruder
产量Output: 55-1000kg/h 直径 Diameter:φ 45-150mm 产量 φ
双螺杆挤出机 Twin Screw Extruder
锥形双螺杆挤出机
conical twin screw extruder
直径 Diameter:φ 45/90-92/188mm 产量 Output: 60-800kg/h φ
螺槽为等深变矩， 螺矩连续变小，起 到压缩作用。
双螺杆挤出机中的功能元件
• 混合混炼元件
沟槽式混合元件 开设垂直于螺棱的沟槽，起到回混作用。 开设垂直于螺棱的沟槽，起到回混作用。
双螺杆挤出机中的功能元件
• 混合混炼元件
偏心圆形 混合比较 难以混合 的物料。
菱形 剪切不强烈， 适用于剪敏性 的物料
双螺杆挤出机中的功能元件
输送元件 • 具有一般螺纹结构，主要起输送作用。 等深、等距、槽宽等于棱宽、 等深、等距、槽宽等于棱宽、 纵横向皆封闭的输送元件 正位移能力强 混合作用差 用于固体输送和熔体输送。
双螺杆挤出机中的功能元件
• 等深、等距、窄棱纵横向皆开放的输送元件 等深、等距、
螺槽和棱宽基本 接近， 接近，可在较短 的时间内建立起 较高的压力。 较高的压力。