往復(fù)式單螺桿混煉擠出機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用

1、往復(fù)式單螺桿混煉擠出機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用 卓創(chuàng)資訊  本網(wǎng)編輯 編輯于：2006-11-14 15:04:05     一、前言：    隨著塑料加工工業(yè)的發(fā)展，往復(fù)式單螺桿混煉擠出機(jī)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用日趨廣泛令人矚目，在擠出機(jī)行業(yè)中占重要地位的氮、雙螺桿混煉擠出機(jī)許多放牧面的性能已經(jīng)難以滿足共混等改性要求。使用往復(fù)式單螺桿混煉擠出機(jī)生產(chǎn)一些高技術(shù)含量、高附加值的產(chǎn)品成為一種趨勢(shì)。在任何聚合物的加工過(guò)程中，賦予聚合物一定的特性或賦予特定制品特定的使用性能。常常需要不同聚合物之間的共混或聚合物同各種助劑、顏料之間的反應(yīng)、混合。往

2、復(fù)式單螺桿混煉擠出及其恰好具有剪切均勻、高分散（不僅有徑向混合、而且有軸向混合作用）、高填充、拉伸熔體等特點(diǎn)，且綜合了單、雙螺桿擠出機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。獨(dú)一無(wú)二的工作原理，加上、可隨意組合的螺紋元件及配套設(shè)備，使其使用更加廣泛，在一部機(jī)器上，可以做到混料、混煉、塑化、分散、剪切、拉伸、反應(yīng)、熔體取向、脫氣、造粒等，使得物料在其其中流動(dòng)的界面面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般的剪切流動(dòng)。    二、工作原理     往復(fù)式單螺桿混煉擠出機(jī)，在螺桿芯軸排列著設(shè)計(jì)獨(dú)特的積木式螺塊，猶混煉、輸送、限流混煉、擠出等。在機(jī)筒內(nèi)襯套上，排列有三排混煉銷釘螺桿在徑向旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中

3、，同時(shí)座軸向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次。由于這種特殊的運(yùn)動(dòng)方式，以及混煉螺塊河銷釘?shù)淖饔?，物料不但在混煉銷釘和混煉塊之間被剪切，而且被往復(fù)輸送，物料的逆向流動(dòng)給徑向混合加上了非常有用的軸向混合作用。物料不斷的被剪切、取向、切割、折疊、拉伸和再取向等。由于在徑向和軸向上的同時(shí)混煉，增強(qiáng)了混煉效果，保證了最佳的分散性混合和分布性混合。通過(guò)適當(dāng)?shù)穆菁y元件組合，可保證穩(wěn)定的工作壓力，防止物料在機(jī)筒內(nèi)產(chǎn)生降解。由于混煉遠(yuǎn)見(jiàn)的螺紋是中斷的，所以作用在聚合物上的壓力很小，不產(chǎn)生明顯的升溫，而同向平行雙螺桿擠出機(jī)是在高剪切和高徑向壓力下對(duì)物料進(jìn)行剪切，必然是熔體既不產(chǎn)生大的升溫。而且單一的運(yùn)動(dòng)規(guī)

4、則，降低了物料的均勻效果和分散效果。另外，往復(fù)機(jī)同其他擠出機(jī)相比，在直徑相同的條件下，長(zhǎng)徑比較小,扭矩在較短的距離上傳遞，因此螺桿扭矩變形小。     三、結(jié)構(gòu)及用途     1、 主機(jī)機(jī)筒、羅干均采用積木式設(shè)計(jì)。機(jī)筒由多組開(kāi)孔和閉孔的筒體組成，剖分式的筒體，可以快速方便的打開(kāi)，便于清理、檢修；螺桿由套在芯軸上的各種混煉螺塊和輸送螺塊組成。機(jī)筒河螺桿可以根據(jù)無(wú)聊品種比銅、工藝要求不同、靈活組成理想的形式。     2、 齒輪箱和搖擺箱獨(dú)特設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)了螺桿再作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，進(jìn)行軸向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，螺

5、桿每轉(zhuǎn)一周，前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次?；鞜捲袛嗳?，從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的混煉效果。其混合作用是在軸向而不僅僅是徑向，且發(fā)生在螺紋和銷釘之間。螺槽內(nèi)部全部物料都受到均勻的剪應(yīng)力，而不是一薄層物料受到剪切。     3、 螺紋元件積木式的排列在芯軸上，機(jī)筒內(nèi)襯套上安排有三排混煉銷釘，小丁分六種型號(hào)，實(shí)心長(zhǎng)銷釘用來(lái)固定內(nèi)襯套，增強(qiáng)混煉效果；空心長(zhǎng)銷釘用來(lái)固定、混煉、安裝測(cè)溫頭，注射液體助劑；平頭長(zhǎng)銷釘固定內(nèi)襯套；平頭銷釘用來(lái)堵塞備用孔；實(shí)心銷釘起混煉作用；實(shí)心短銷釘對(duì)物料進(jìn)行破碎。隨著螺桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，銷釘與每個(gè)螺塊的相對(duì)運(yùn)動(dòng)呈曲線，當(dāng)混煉銷釘通過(guò)螺紋元件是，產(chǎn)生軸向的物料交換。在

6、螺塊旋轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，與螺楞側(cè)邊的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了對(duì)物料的剪切，對(duì)螺桿和機(jī)筒在軸向和徑向進(jìn)行另外的清理，這就是往復(fù)式擠出機(jī)徹底混合、捏合和自潔作用的基礎(chǔ)。這些銷釘如同一系列攪拌器，使物料實(shí)現(xiàn)再分部，中斷的螺紋使物料產(chǎn)生回流，使物料承受連續(xù)的剪切、取向、切割、折疊、拉伸等過(guò)程。一部分熔體重新組合，一部分熔體再進(jìn)一步分割，在每個(gè)L/D中的每個(gè)螺槽中，熔體要經(jīng)過(guò)四次分割。由此可見(jiàn)，往復(fù)式擠出機(jī)為什麼能在非常短的長(zhǎng)徑比內(nèi)實(shí)現(xiàn)熔體的有效混合。而且機(jī)筒內(nèi)表面都被羅文元件橫掃過(guò)，沒(méi)有物流死角，具有很好的字節(jié)能力、較好地輸送效率和穩(wěn)定均勻的物料停留時(shí)間等。     4、 熔體泵。作

7、用是將來(lái)自擠出機(jī)的高溫聚合物熔體增壓、穩(wěn)壓，然后流量穩(wěn)定的送入擠出模頭。無(wú)論擠出機(jī)內(nèi)壓力如何變化，流量如何波動(dòng)，熔體泵能夠始終供給模頭一定的物料。齒輪是熔體泵的核心，只論的旋轉(zhuǎn)和捏合一方面可以擠壓齒間熔體，使物料從一段被輸送到另一端；另一方面齒輪的捏合能封閉低壓腔，減少逆流，降低加工溫度，有利于建立較高的輸出壓力。我們采用漸開(kāi)線線型斜齒輪，能增加齒輪嚙合重疊度，捏合時(shí)隨著齒輪的不斷的吸入和排出能對(duì)物料進(jìn)行連續(xù)、平穩(wěn)的擠壓，減小壓力的波動(dòng)，達(dá)到穩(wěn)定輸送熔體的目的，同時(shí)斜齒輪還具有一定的自潔作用，避免物料的沉積降解。     在熔體泵外部裝有加熱、冷卻裝置，目的是把溫

8、度控制在一定的范圍內(nèi)，使其保持最佳的工藝狀態(tài)，加熱方式由點(diǎn)點(diǎn)加熱和油加熱兩種方式。另外，往復(fù)式單螺桿混煉擠出機(jī)的工作原理及特性決定該機(jī)用于塑料成型并非其所長(zhǎng)，但是，在擠出機(jī)后配以熔體泵，同成型模頭連接，將混煉改性與成型加工合二為一的嶄新工藝，減少了造粒環(huán)節(jié)，就意味著減少一次投資，降低生產(chǎn)成本，節(jié)約了能源，熔體省略了二次加工塑化的熱歷程，這一技術(shù)的先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性是不言而喻的。     熔體泵上還裝有兩組壓力傳感器，可以準(zhǔn)確地出熔體泵前、后的壓力變化，有利于調(diào)整工藝。     5、 準(zhǔn)確的計(jì)量。合理的加料方式是嚴(yán)格執(zhí)行配方的關(guān)鍵，也是保證

9、產(chǎn)品質(zhì)量的第一關(guān)。我們根據(jù)物料的性能，用戶的需要，配有多種喂料方式，如體積計(jì)量、動(dòng)態(tài)失重計(jì)量、液體注射計(jì)量等，以滿足不同產(chǎn)品的需要。     6、 系統(tǒng)配有強(qiáng)制加料裝置。加料裝置分為垂直強(qiáng)制加料和側(cè)向強(qiáng)制加料，強(qiáng)制加料可以防止物料在加料口堆積，以保證各組份物料同時(shí)按比例進(jìn)料，解決了由于預(yù)混料而造成的環(huán)境污染問(wèn)題。     7、 電器控制系統(tǒng)。該機(jī)采用進(jìn)口變頻調(diào)控裝置，性能優(yōu)越、可靠。同體采用電加熱水冷卻或油加熱又冷卻，配有兩組壓力傳感器。多組智能型控溫裝置，雙向調(diào)節(jié)。多組深入機(jī)筒內(nèi)不得熔體溫度傳感器，通過(guò)一只溫度巡檢儀可以真實(shí)地反映機(jī)

10、筒內(nèi)容提的實(shí)際溫度，這是其他擠出機(jī)所不具備的功能。所以該設(shè)備控溫準(zhǔn)確、誤差小。先進(jìn)的機(jī)械、電器連鎖裝置，具有機(jī)械和電器雙重過(guò)載保護(hù)，可以有效的保護(hù)設(shè)備和人身安全。     8、 系統(tǒng)配有拉絲水冷切粒，熱切水冷，熱切風(fēng)冷等幾種切粒方式?？筛鶕?jù)材料不同，用戶需要不同進(jìn)行配置。     9、系統(tǒng)裝有雙節(jié)造粒機(jī)組，利用單螺桿擠出機(jī)輸送熔體。作用是完成塑化和縱向混合，建立穩(wěn)定的擠出壓力，由于其轉(zhuǎn)速較低，因而剪切較低，避免物料產(chǎn)生剪切熱，控溫最佳。     對(duì)于一些地發(fā)泡、熱敏性產(chǎn)品來(lái)講（特別是PVC），系統(tǒng)將混煉和

11、基礎(chǔ)分為兩步，使熔體塑化完全后定壓、定溫定量的送入擠出模頭防止熱敏性或?qū)羟忻舾械奈锪辖到?，具有產(chǎn)量高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的特點(diǎn)。在物料進(jìn)入單螺桿的過(guò)程中，設(shè)有真空排氣裝置。這種排起方法因?yàn)榕艢饷娣e大物料表面變化大，有充分的排氣時(shí)間，所以比單杰排氣效果好。     10、在主機(jī)機(jī)筒上裝有抽真空裝置和自然排起裝置。強(qiáng)制加料料斗上、側(cè)向加料裝置上均設(shè)有對(duì)空排氣裝置，盡可能徹底排除物料中的水份及加工過(guò)程中產(chǎn)生的各種揮發(fā)氣體。     11、螺桿芯軸可通冷卻水。這對(duì)一些控溫要求嚴(yán)格的產(chǎn)品特別適用。如低煙無(wú)鹵阻燃材料、熱固性材料等等。 &#

12、160;   四、工藝流程     往復(fù)式單螺桿混煉擠出機(jī)配有強(qiáng)制加料裝置和側(cè)向強(qiáng)制加料裝置，使配料共混改性和造歷同時(shí)完成，從而使最終制品的工藝過(guò)程具有工序少、流程短、能耗低、減少環(huán)境污染、不虛預(yù)混料等特點(diǎn)。根據(jù)用戶產(chǎn)品的不同，期配置有相應(yīng)不同的選擇，工藝流程有所不同。    五、優(yōu)點(diǎn)     往復(fù)式單螺桿混煉擠出機(jī)具有剪切、取向、切割、折疊、拉伸五大功能。     1、獨(dú)特的往復(fù)運(yùn)動(dòng)單螺桿和多齒型機(jī)筒設(shè)計(jì)，綜合和了單、雙螺桿擠出機(jī)的優(yōu)點(diǎn)產(chǎn)品的應(yīng)用有很大的

13、靈活性，可以改變螺紋元件和銷釘，使其應(yīng)用范圍非常廣泛，適合各種塑料制品的加工改性造粒。     2、同其他產(chǎn)品相比，長(zhǎng)徑比最短，熔體在機(jī)筒內(nèi)停留時(shí)間短，而且可控，減少物料的熱降解，由于其高分散性、均剪切的作用，在保證物料性能的前提下，對(duì)顏料、助劑的需求量最少，能源消耗最低。     3、系統(tǒng)特有的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使物料在一次生產(chǎn)中就可以完美的進(jìn)行混料、混鏈、塑化、分散、均化和脫氣的全過(guò)程。     4、抽真空裝置可以徹底的脫除產(chǎn)品中的水分以及加工過(guò)程中產(chǎn)生的氣體和一些揮發(fā)性氣體，這一點(diǎn)對(duì)半導(dǎo)體、導(dǎo)電材料和電纜料

14、的加工特別重要。     5、產(chǎn)品控溫準(zhǔn)確，誤差小，通過(guò)銷釘測(cè)得的是熔體真實(shí)的溫度，溫度曲線均勻，工藝參數(shù)穩(wěn)定，可靠，特別適用于一些熱敏性材料，對(duì)剪切敏感性材料的加工。     6、剖分式機(jī)筒、積木式的螺桿組合，方便拆裝清洗，可迅速、簡(jiǎn)便、安全的進(jìn)行檢修全部零件，由于機(jī)筒壓力很低，因?yàn)閮?nèi)摩擦相對(duì)很小，設(shè)備工作時(shí)平穩(wěn)，噪音低。     7、系統(tǒng)配有半自動(dòng)液壓換網(wǎng)裝置和不停機(jī)換網(wǎng)裝置，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，減少原材料消耗，降低生產(chǎn)成本。     六、應(yīng)用   

15、0; 往復(fù)式單螺桿混煉擠出機(jī)是一種新型的塑料混煉擠出機(jī)是一種新型的塑料混煉加工設(shè)備，廣泛應(yīng)用于各種塑料的填充、共混、改性、交聯(lián)、接枝、色母粒、功能母粒、阻燃材料、導(dǎo)電材料、降解材料及增強(qiáng)、增韌等塑料專用料的生產(chǎn)。     1、將不同品種、不同拈度的聚合物共混，獲得具有特定用途的、嶄新的高分子合金材料。     2、將各種礦物填料加入到聚合物溶體中，制成性能優(yōu)良、價(jià)格便宜的高填充材料。     3、制備高濃度色母粒時(shí)，對(duì)顏料、助劑直接計(jì)量，無(wú)須預(yù)混處理，即可獲得有良好分散效果的色母粒，顏料用量減少，降低生產(chǎn)

16、成本，改善生產(chǎn)環(huán)境。     4、生產(chǎn)各種玻纖增強(qiáng)、阻燃產(chǎn)品、玻纖加入量達(dá)50%     5、適用于各種電纜護(hù)套料、絕緣料、交聯(lián)料、半導(dǎo)體、屏蔽料、導(dǎo)電材料的生產(chǎn)。    6、硬質(zhì)和軟質(zhì)的PVC產(chǎn)品，以及其他熱敏性材料。     7、熱塑性彈性體、熱溶膠的生產(chǎn)。     8、光降解母料、生物降解母料、光生物雙降解母料、可塑性淀粉材料。     9、適用于各種功能母粒、防老化母粒、填充母粒的生產(chǎn)   

17、;  10、特別適用于低煙無(wú)鹵、低煙低鹵阻燃材料的生產(chǎn)。     11、玻纖增強(qiáng)酚醛膜塑料、脲醛塑料、環(huán)氧封裝料，等熱固性材料的連續(xù)化生產(chǎn)。    綜上所述，往復(fù)式單螺桿混煉擠出機(jī)其特殊的混煉效果、優(yōu)良的使用性能、，已在實(shí)踐中得到證明。該機(jī)是將混煉和擠出分開(kāi)設(shè)計(jì)的，而且全部采用進(jìn)口變頻調(diào)速裝置和控溫儀表，混煉捏合機(jī)機(jī)筒內(nèi)壓力很低，所以耗能相對(duì)少。     用往復(fù)式單螺桿混煉擠出機(jī)生產(chǎn)黑色母粒，碳黑含量高達(dá)50%而且對(duì)碳黑沒(méi)有特殊的要求，不需預(yù)處理。例如選用碳黑型號(hào)為N330制成的黑色母料（碳黑濃

18、度40%-50%）應(yīng)用在吹膜上，不需加偶聯(lián)劑。聚乙烯蠟用量減少，仍能達(dá)到均勻分散的效果；選用N330制成黑色母料（碳黑濃度35%-40%）可以應(yīng)用在滌綸紡紗上，可以降低產(chǎn)品配方成本。     往復(fù)式單螺桿混煉擠出機(jī)進(jìn)行工程塑料的改性，可以賦予工程塑料更好的性能。改進(jìn)其自身的某些缺點(diǎn)，降低成本，改善加工性能，短玻纖增強(qiáng)聚烯，玻纖加入量達(dá)40%，混煉效果好于雙螺桿 ，并能夠保證玻纖有足夠的長(zhǎng)度，因?yàn)殡p螺桿剪切強(qiáng)度較大，玻纖的平均有效長(zhǎng)度被破壞，強(qiáng)度有所降低。     往復(fù)式單螺桿混煉擠出機(jī)特別適用于各種填充改性，由于該設(shè)備可以配置兩個(gè)強(qiáng)制

19、加料料斗，可將大量的填料分兩部分分別加入，不需要預(yù)混料，而且可以避免大量的填料同基料一同加入而引起的扭距增大，填充困難，這是雙螺桿所不具備的特殊功能，因此可以生產(chǎn)一些填充難度大，難填充的產(chǎn)品，特殊的螺桿結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)形式又能將其很好的分散分布，PE填充重質(zhì)碳酸鈣填充量80%以上，而且吹膜效果非常好；無(wú)機(jī)填充改性阻燃材料，是未來(lái)阻燃料的發(fā)展方向，由于往復(fù)式單螺桿混煉擠出機(jī)特有的控溫方式，生產(chǎn)低煙無(wú)鹵租燃料，填充量達(dá)60%-70%，阻燃效果明顯，完全可以達(dá)到美國(guó)UL-94V-0級(jí)的要求，強(qiáng)度高，擠出速度快，完全可以滿足用戶要求。     往復(fù)式單螺桿混煉擠出機(jī)廣泛應(yīng)用于各種通訊電纜料、光纜料、普通民用電纜料、交聯(lián)電纜料等的生產(chǎn)，眾所周知，電纜料的生產(chǎn)要有非常準(zhǔn)確的控溫，塑化均勻，才能使電線生產(chǎn)擠出速度快。通過(guò)往復(fù)機(jī)的銷釘可以測(cè)到熔體的真實(shí)溫度，完全可以做到精確控溫，這也是雙螺桿無(wú)法做到的。，而且多組分喂料可以減少預(yù)混料工序，避免人為雜質(zhì)的混入而影響產(chǎn)品質(zhì)量。對(duì)交聯(lián)料，設(shè)備特有的銷釘結(jié)構(gòu)可將硅烷等液體交聯(lián)劑定量加入（配合液體注射計(jì)量泵共同使用）     現(xiàn)在我公司生產(chǎn)的往復(fù)式單螺桿混煉擠出機(jī)，已有一百一十幾臺(tái)套在不同的塑料加工領(lǐng)域中發(fā)揮著作用，受到廣大用戶的一致好評(píng)。如江蘇常州色母粒廠生產(chǎn)的高濃度黑色母粒(碳黑含量40%-50%)