双螺杆培训1.ppt

双螺杆元件设计及评价 主讲：马秀清 北京化工大学机电工程学院 maxq@mail.buct.edu.cn讲课提纲 概述 双螺杆几何学 双螺杆元件的分类和作用 双螺杆元件参数的优选 双螺杆元件组合原则 挤出机分类及比较 挤出机的工作原理 挤出机的应用 非分散混合和分散混合 非分散混合和分散混合 双螺杆几何学 双螺杆几何学 双螺杆元件的种类和作用 同向双螺杆通常积木式组合螺杆，由多个单独的螺杆元件连接成整体，满足不同的功能要求。组合螺杆的螺杆元件很多，主要有：输送元件、捏合盘元件、混合元件。 双螺杆元件的种类和作用 输送元件：主要用于输送物料，多为螺纹形结构； 混合元件：它由带齿的混合盘、销钉、反螺纹元件组成，主要起增加料流界面的作用，使物料均化； 捏合盘元件：主要是捏合块，截面相同安装时错开一定角度的一组块组成，需要成串成对使用。 双螺杆元件的种类和作用 不同螺杆元件对输送和混合的影响： 1、不同螺纹头数的元件：其端面形状见图所示： 双螺杆元件的种类和作用 不同螺杆元件对输送和混合的影响： 双头、三头螺纹元件 双螺杆元件的种类和作用 双螺杆元件的种类和作用 物料在双头和三头螺纹元件中的流动 正反向输送元件 输送元件的工作原理 2、捏合盘元件 错列角与厚度 双头三头捏合盘元件 捏合盘元件的输送和混合性能 螺杆元件的回流 3、混合元件 混合元件的输送和混合性能 双螺杆元件参数的优选 双螺杆元件参数的优选 双螺杆元件参数的优选 双螺杆元件组合原则 螺杆组合 停留时间 啮合同向双螺杆元件的组合设计 啮合同向双螺杆元件的组合设计 啮合同向双螺杆元件的组合设计 啮合同向双螺杆挤出机的应用 啮合同向双螺杆挤出机的应用 啮合同向双螺杆挤出机的应用 啮合同向双螺杆挤出机的应用 啮合同向双螺杆挤出机的应用 双螺杆实验室的研究工作 整根螺杆组合时需根据具体配方、物料特性、混合 要求、操作条件来进行： 混合作业的目的、加入到挤出机进行混合时物料各组分的形态、性能和配比。 对各种螺杆元件的结构、工作原理和性能、应用场合全面了解。 对混合工艺中的加料方式、加料顺序等弄清楚。 看混合工艺要求的主要混合形式，即：是分布性混合还是分散性混合。 同向双螺杆挤出机广泛应用于化学、橡塑、食品等行业，包括本体造粒、混炼、着色、母粒生产、排气脱挥、混合添加剂及各种填料、玻纤增强均化造粒等。要实现这些功能，必须对螺杆元件进行组合。 基本原则如下： 1、加料段：通常是未充满的，一般选择大导程的正向输送螺纹元件，构成大的加料空间，适应加料量的要求； 2、熔融段：齿形盘和捏合盘则可用来加速物料的熔融和混合，在实际中一般采用正向输送元件来分隔混合元件，以避免在熔融区产生较大的温度梯度； 3、混合段： 分布混合：采用窄片，较小错列角元件或混合元件； 分散混合：采用宽片，较大错列角元件、左旋输送捏合盘或多齿的齿形盘； 4、排气段：在排气口前，通常设置反螺纹元件形成对熔体的封堵，使物料得以充满螺槽。对于脱挥干燥用的挤出机，要设置多个排气口，因而可以采用反向捏合盘与反向螺纹元件交替使用的方法，在排气段中间通常设置槽深的大导程输送元件； 5、熔体输送段：可采用齿形盘元件来提高熔体的均化质量，同时配用小导程螺纹元件来加强正向输送能力。 造粒： 组成双阶挤出机： 共混改性： 母料制备： * * 概述 开放和封闭 概述 非啮合双螺杆挤出机主要应用于反应挤出、熔剂法或乳液法制取聚合物、着色、玻璃纤维增强以及热熔体粘接剂的准备工序。 啮合同向双螺杆挤出机广泛应用于聚合物的物理改性－共混、填充和增强，也可用于成型制品和反应挤出。 啮合异向双螺杆挤出机和锥型双螺杆挤出机广泛应用于挤出成型和配料造粒等方面，主要用于聚氯乙烯粉料的加工。 概述 非分散混合 分布混合 层流混合 应变 分流、合并、置换 分散混合 应力 概述 非分散混合和分散混合 概述 啮合同向双螺杆 双头 啮合异向双螺杆 双头 ( A1-A4)： (A1-B1)： (B1-B2)： (B2-A2)： (A2-A3)： (A3-B3)： (B3-B4)： (B4-A4)： SE20 KB120 KB60 KB90 利用专业软件(Polyflow/Fluent/Ansys等)进行流场和混合性能分析，应用正交试验设计方法进行参数优选。 SE20 KB120 KB60 KB90 剪切应力场： SE20 KB120 KB60 KB90 停留时间分布：