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。     

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...     

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.     

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。     

沟槽机筒单螺杆挤出机固体输送产量的粒径模型研究

在分析机筒衬套沟槽槽深、螺杆螺槽槽深和加工物料粒径关系的基础上,建立了沟槽机筒单螺杆挤出机3种常见的固体输送段产量粒径模型,该模型可用于研究机筒衬套沟槽槽深、螺杆螺槽槽深和颗粒物料粒径对固体输送机理的影响并定量计算沟槽机筒单螺杆挤出机固体输送段产量。此外,通过不同的机筒和螺杆组合及不同粒径的原料在自制的在线模拟试验机上对该模型进行了验证和试验分析。     

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。     

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。     

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。     

IKV挤出机新型固体输送理论研究

从弧板物理模型出发,提出一种新的固体输送理论—双螺棱推动理论(或称TGL理论),其核心思想是避免固体塞发生周向剪切,实现单螺杆挤出机由拖曳输送向正位移输送转化。通过对IKV单螺杆挤出机固体塞的运动分析和受力分析可知,螺杆螺棱与加料套螺棱推进面的推动力是固体塞前进的原因,无论是固体塞与机筒表面的摩擦力,还是固体塞与螺杆表面的摩擦力,均是固体塞前进的阻力。通过判定系数k可求解避免固体塞发生周向剪切的边界条件。     

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。     

新型螺杆挤出机固体输送理论的研究

介绍了一种嵌套式新型螺杆挤出机。在固体输送段对内螺杆的两种等效情况下固体塞的运动和受力作了深入分析。理论上证明了这两种情况下的固体输送机理与外螺杆的情况相同,均建立在固体摩擦输送机理基础之上;讨论了牵引角、摩擦因数和螺纹升角对上述三种情况固体输送流率的影响。结果表明,螺杆旋转机筒静止和螺杆静止机筒旋转两种情况下固体输送流率相差不大,而螺杆机筒同时旋转情况下的固体输送流率远大于其他两种情况。增大牵引角、降低螺杆表面粗糙度和提高机筒内表面的摩擦因数均有助于提高固体输送流率。螺杆旋转机筒静止和螺杆静止机筒旋转这两种情况下最佳螺旋角均为17°左右,而螺杆机筒同时旋转情况下最佳螺旋角为15°左右。     

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。     

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.     

同向旋转三螺杆挤出机固体输送段输送特性研究

基于离散元法分别对同向旋转的三螺杆以及双螺杆挤出机固体输送行为进行仿真模拟,对三螺杆挤出机颗粒速度分布以及受力分布进行分析,将三螺杆和双螺杆挤出机颗粒填充效率、输送质量以及质量流率进行对比分析.结果表明,位于螺棱和机筒附近位置的颗粒受到螺棱推力及机筒摩擦力影响较大,具有较高的速度;挤出机内部各区域颗粒填充顺序受螺杆旋转...     

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。     

开槽机筒单螺杆挤出机的研究进展

分析了轴向直槽机筒单螺杆挤出机和螺旋开槽机筒单螺杆挤出机在基本结构、物料输送机理及工业应用领域等方面的不同。随着开槽机筒单螺杆挤出机产量的提高,常规的熔融方式无法实现高产量下物料的高效彻底熔融,因而开槽机筒单螺杆挤出机存在产量与熔融能力无法匹配的问题,通过分析现有解决途径,指明了其未来的发展趋势。     

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。     

单螺杆挤出机固体输送段的优化设计

基于正交实验法与Matlab模拟仿真相结合的方法对单螺杆挤出机的固体输送段进行数值模拟,通过多个目标进行优化分析得到最优结果,得到固体输送段的单螺杆几何参数对固体输送速率和固体输送效率的影响,以及最优的螺杆参数组合。结果表明,优化结果不仅有较高的可靠度,而且还能缩短单螺杆的设计周期,可减少研发成本。     

基于离散单元法一字排列三螺杆挤出机固体输送段输送机理分析

利用离散单元法对计量加料下一字排列三螺杆挤出机固体输送段进行模拟。分析了聚合物颗粒在一字排列三螺杆挤出机正位移输送和摩擦拖曳输送2种输送机理下的输送情况,计算出一字排列三螺杆挤出机的输送特性参数,并与双螺杆挤出机进行对比分析。结果表明,由于三螺杆挤出机啮合区的增加,提高了颗粒在挤出机螺槽内的填充率。一字排列三螺杆挤出机在填充程度、质量流速率等方面均优于双螺杆挤出机,并且输送产量大约为双螺杆挤出机的1.3倍,在聚合物加工行业具有较好的工程应用前景。