单螺杆挤出机螺旋沟槽固体段产量的实验研究

在自制的测试仪上对单螺杆挤出机螺旋沟槽固体输送段的产量进行了实验研究,探讨了沟槽衬套、螺杆的结构参数,物料粒径大小及螺杆转速对单螺杆挤出机固体输送段产量的影响,同时将螺旋沟槽单螺杆挤出机与IKV挤出机固体输送段的产量进行了对比。实验研究表明：粒径越小,螺旋衬套沟槽越宽,固体输送段产量越高;螺杆螺距变化对挤出机固体输送段产量的影响很小;IKV直槽挤出机固体输送段的产量明显小于螺旋沟槽衬套挤出机的固体输送产量,而且随着转速的增加,趋势越明显。     

机筒沟槽和螺杆螺槽耦合作用下的熔融理论研究

对固体输送段和熔融段机筒开设螺旋沟槽的单螺杆挤出机,构建了基于反压缩比分离型螺杆和正压缩比沟槽机筒的耦合双槽熔融模型,并通过液压剖分式单螺杆挤出机实验平台对耦合双槽熔融模型进行了验证。结果表明:对于沟槽机筒单螺杆挤出机,利用熔融段沟槽固体塞和螺杆螺槽固体塞在机筒沟槽和螺杆螺槽界面处发生层间剪切产生的大量内摩擦热来实现物料的高效熔融是可行的;实验结果和理论模型相一致;螺杆转速对熔融长度影响不大,而螺杆结构参数则对其影响较大。     

螺旋沟槽单螺杆挤出机双螺棱推动理论模型的研究

通过在单螺杆挤出机固体输送段机筒内壁开设螺旋沟槽,建立了将机筒与螺杆视为一个对物料协同作用的整体的新型物理模型——弧板模型;同时将嵌入机筒沟槽与螺杆螺槽中的物料视为固体塞,提出了新型"双螺棱推动理论",弥补了单螺杆挤出机不能实现正位移输送的传统理论缺陷;最后,通过理论分析确定了螺旋沟槽挤出机由摩擦拖曳输送向正位移输送转换的边界条件方程及正位移输送下沟槽结构参数的设计准则。     

开槽机简单螺杆挤出机的对比研究

针对轴向直槽机筒单螺杆挤出机和螺旋沟槽机筒单螺杆挤出机的结构、固体输送机理和优缺点进行了对比分析,并对其比产量和比能耗进行了对比实验研究.结果表明,通过正确的沟槽结构设计,可实现螺旋沟槽机筒单螺杆挤出机固体输送段的正位移输送,螺旋沟槽机筒单螺杆挤出机在比产量、比能耗等挤出性能指标方面均优于轴向直槽机筒单螺杆挤出机.     

单螺杆挤出机螺旋沟槽固体段压力的实验研究

在自制的压力测试仪上对单螺杆挤出机螺旋沟槽固体输送段的压力进行了实验研究,探讨了螺杆转速,沟槽衬套、螺杆的主要结构参数以及物料的粒径大小对挤出机固体输送段压力的影响,同时将螺旋沟槽单螺杆挤出机与IKV挤出机固体输送段的建压能力做了对比.实验研究表明:螺杆转速、沟槽宽度对固体输送段压力影响较小;粒径越小,螺杆螺距越大,挤...     

沟槽机筒单螺杆挤出机耦合双槽熔融理论研究

利用自制的液压剖分式沟槽机筒单螺杆挤出机实验平台,研究了沟槽机筒单螺杆挤出机的熔融长度和螺杆转速的关系,实验验证了单螺杆挤出机固体输送段和熔融段机筒均开设沟槽的耦合双槽熔融理论。结果表明,与传统光滑机筒单螺杆挤出机和IKV单螺杆挤出机相比,在熔融段机筒开设沟槽的单螺杆挤出机的熔融长度较短且熔融过程比较稳定,熔融效率得到较大提高。     

耦合双槽单螺杆挤出机停留时间研究

提供了一种全新的分析挤出机停留时间的方法。在相同螺杆转速下,耦合双槽单螺杆挤出机物料的停留时间低于传统光滑机筒单螺杆挤出机和螺旋沟槽IKV单螺杆挤出机;耦合双槽单螺杆挤出机可以有效提高挤出机的熔融效率,实现高固体输送产量下的熔融效率与固体输送效率的匹配。     

沟槽机简单螺杆挤出机塑化性能的模拟研究

对传统光滑机筒单螺杆挤出机、固体输送段沟槽机筒单螺杆挤出机和熔融段沟槽机筒单螺杆挤出机的结构特点、输送机理、熔融热源以及熔融模型进行了对比分析,并对其熔融过程中熔融速率、熔融长度和熔融起始点进行了数值模拟,根据模拟结果分析了机筒结构形式对单螺杆挤出机熔融性能的影响。结果表明,机筒内壁开设沟槽的单螺杆挤出机在结构、机理和性能等方面均优于传统光滑机筒单螺杆挤出机,且将机筒沟槽由固体输送段延伸至熔融段对单螺杆挤出机的熔融性能有显著的提高。     

沟槽机筒单螺杆挤出机塑化特性的实验研究

采用剖分式机筒单螺杆挤出机实验平台,对熔融段沟槽机筒单螺杆挤出机塑化过程中熔融起始点、熔融长度、熔体温度/压力等塑化性能及产量进行了实验研究,比较了不同物料在不同工艺条件下对沟槽机筒单螺杆挤出机塑化特性的影响。结果表明,增大螺杆转速或提高机筒温度,塑化过程实际所需熔融长度增加,但对熔融起始点影响不大;熔融段机筒沟槽内熔体温度和熔体压力随螺杆转速增大无明显变化;随螺杆转速增大,沟槽机筒单螺杆挤出机挤出产量呈线性增加,表现出良好的挤出特性。     

瞬态熔融理论在单螺杆挤出机中研究进展

总结了瞬态熔融理论的发展历程,并对比了其与螺杆挤出行业中的强制熔体移走的熔融理论。总结了瞬态熔融理论应用于单螺杆挤出机的相关熔融理论的研究,指出将瞬态熔融理论与沟槽机筒和分离型螺杆结合,理论上可提高单螺杆挤出机熔融能力的提升,从而匹配沟槽机筒单螺杆挤出机的高固体输送效率,提升单螺杆挤出机的产量和制品质量。     

数值研究槽深对单螺杆螺筒挤出机性能的影响

通过数值模拟技术,研究了机筒内壁开螺槽的螺筒结构形成单螺杆螺筒挤出机的性能.使用POLYFLOW软件,数值模拟了硬质聚氯乙烯(PVC-R)熔体在不同螺筒槽深的单螺杆螺筒挤出机中的三维等温流场及混合过程;重点研究了螺筒深度对单螺杆螺筒挤出机的影响.研究表明:在螺筒与螺杆之间间隙不变的情况下,大的螺筒槽深更有利于单螺杆螺筒挤出机混合性能的提高.     

螺旋沟槽单螺杆挤出机中固体段压力分布研究

通过在固体输送段机筒内壁开设螺旋沟槽,同时将嵌入机筒沟槽与螺杆螺槽中的物料视为固体塞,建立了一个机筒与螺杆对物料协同作用的整体系统。充分考虑固体塞运动过程中的可压缩性及其受到的加速度的影响,建立数学模型,进而求解固体塞的压力及速度方程式。结果表明,固体塞在沟槽螺棱与螺杆螺棱的共同推力作用下正位移输送时,系统建压能力被显著提高,在固体输送段末端产生的沿螺杆轴向上的压力峰值有效保证了物料的稳定挤出。     

数值模拟研究螺筒结构对单螺杆挤出机性能的影响

通过数值模拟研究了机筒内壁开螺槽的螺筒结构对单螺杆挤出机性能的影响。采用POLYFLOW软件模拟了硬质聚氯乙烯(PVC-R)熔体在单螺杆螺筒挤出机以及传统单螺杆挤出机中的三维等温流场及混合过程,并对二者的混合挤出性能进行了比较。结果表明:机筒内壁为螺旋沟槽结构的单螺杆螺筒挤出机,其混合性能相对于传统单螺杆挤出机有所提高。     

新型螺杆挤出机熔体输送理论的研究

介绍了一种新型嵌套式螺杆挤出机。对熔体输送段进行了深入分析，把内螺杆的运动等效为螺杆轴的反向拖曳和螺棱的正向推力置换两部分作用，建立了对应的物理模型和数学模型，并得到了解析解。重点讨论了沿螺槽方向的流动和横向流动，并与普通单螺杆挤出机作对比，得到了螺杆和机筒同时旋转情况下的体积流率。结果表明，所建模型的解析解和文献中的实验数据较为吻合，当螺杆和机筒同时旋转时，熔体输送段的体积流率大大增加，横向流动和平行平板模型类似。     

德国开发多种塑机新品

德国Paderborm大学开发出一种新的挤出机结构设计理念，已被德国Extrudex塑料机械有限公司用于工业化生产单螺杆挤出机Helibar，应用在挤出管材和吹塑(中空成型)中。Helibar的长径比为36/1，特点为整个机筒长度都有螺纹沟槽，加料段的沟槽深，其他部分沟槽浅，螺杆为专用屏障型结构，转速高于一般单螺杆挤出机，产量特别大。     

振动力场作用下的单螺杆挤出机固体输送理论

在单螺杆挤出机中,通过螺杆的轴向振动将振动力场引入聚合物固体输送过程,提出振动力场强化固体输送过程的新概念.以螺槽中运动的物料为对象建立了振动力场强化固体输送过程的数学模型,并获得了物料沿螺槽方向输送的压力（密度）、速度的近似解析解.传统固体输送过程就是当螺杆轴向振动的振幅为零时的特例,此时的压力降与Darnell and Mol 理论一致,但不同的是物料速度及密度沿螺槽方向是变化的,从而修正了Darnell and Mol 固体输送理论.螺杆的轴向振动提高了固体输送平均压力,缩短了固体输送的长度,增加了固体输送角.透明料筒全程可视化实验挤出机证明了螺杆轴向振动确实缩短了物料固体压实输送所需的螺槽长度.     

锥形单螺杆挤出机产量模型分析

锥形螺杆挤出机容易加料,轴向具有压缩效应,可加工粉体或热敏性材料。参考普通单螺杆挤出机经典理论,建立了考虑锥度影响的固体和熔体产量模型及压缩段的熔融模型。分析模型发现,比普通平直螺杆挤出机,固体输送率和熔体输送率有所增加;熔融段长度减小;挤出段产量有波动。     

锥形单螺杆挤出机建压能力模型分析

基于固体塞力平衡分析,建立了螺棱圆柱而螺槽渐浅及双锥螺杆的固体输送段压力、固体推进角和功率模型。定量计算或作图分析结果表明,螺槽渐浅锥形螺杆比槽深不变柱螺杆的建压能力要强;建压能力随着锥角的增大而增强,在不同轴向位置锥角对建压能力的影响不同;锥形螺杆固体塞前进角比普通平直螺杆的大,生产率高,固体输送段比功率也会降低。     

单螺杆挤出固体输送段非塞流的三层模型法

依据单螺杆挤出机固体输送段的非塞流现象，把固体塞分成上、中、下三层，通过应力—速度方程，推导出产量与压力降的三次方程；详细讨论了摩擦系数对最大产量的影响，并深入地分析了单螺杆挤出机固体输送段产量与末端压力的关系，通过这些分析计算，三层模型法能很好地预示单螺杆挤出机固体输送段的压力与产量，该方法不仅简单明晰而且精度高，是一个可使用的方法     

制备再生橡胶的单螺杆挤出机喂料段流场分析及结构参数优化

利用有限元分析软件Fluent分析制备再生橡胶的单螺杆挤出机喂料段螺槽深度（H）、螺杆导程（S）和螺棱宽度（e）对物料输送效率的影响。通过正交试验和单因素试验,优化设计出单螺杆挤出机喂料段的H为27 mm,S为170 mm,e为9.0 mm,优化设计后的单螺杆挤出机喂料段物料流动速度加快,输送效率提高。该研究结果可以用来指导制备再生橡胶的单螺杆挤出机喂料段设计。