多螺杆挤出机的开发与应用进展

介绍了国内外挤出领域中多螺杆挤出机的品种、开发现状以及应用进展，并着重介绍了呈一字型排列和三角形排布的三螺杆挤出机，其灵活多变的几何空间排布方式形成多个啮合区，能以小直径、小长径比获得较高的产能。     

双螺杆挤出机螺杆元件的结构和进展

本文概述了双螺杆挤出机的螺杆结构和应用现状，并对双螺杆挤出机螺杆元件的进展进行了描述。     

新型偏心三螺杆挤出机流体混合特性分析

在传统的三螺杆挤出机的基础上,设计了一种新型偏心三螺杆挤出机。该三螺杆挤出机中具有螺杆几何结构偏心、螺槽构型呈梯度变化特殊以及较高的面积利用系数等特征。利用有限元法对聚丙烯（PP）熔体在新型偏心三螺杆挤出机中流动和混合规律进行三维数值模拟,给出偏心三螺杆挤出机中压力和速度分布规律,计算了3种偏心螺杆挤出流场的停留时间分布、分布指数、分离尺度、最大剪切应力等混合表征参数。结果表明,螺杆偏心距不仅决定了螺杆端面形状,也改变了螺槽梯度的变化程度。随着螺槽梯度的逐渐减小,挤出机内粒子团聚效应逐渐降低、物料剪切作用逐渐增强。在3种新型偏心三螺杆挤出机中,偏心距e=3 mm的新型偏心螺杆挤出机的混合性能相对较好。     

锥形螺杆挤出机在塑炼设备中的应用及其建压机理

在塑炼挤出设备中,锥形螺杆挤出机是1个重要分支,尤其适用于蓬松物料和热敏性物料的加工。文章依次介绍了锥形单螺杆挤出机、锥形双螺杆挤出机以及锥形三螺杆挤出机的特点及应用。最后说明了锥形螺杆中的建压机理。     

四螺棱往复螺杆挤出机的研制

介绍了四螺棱往复螺杆挤出机的研制情况；着重叙述了新研发的四螺棱往复螺杆与传统的三螺棱往复螺杆的特性，并作了比较和分析；对四螺棱往复螺杆在设计和加工中的难点及其在工作时的“柔性”特征等进行了阐述。     

螺杆决定论

螺杆技术是挤出工艺中的关键因素，针对早期冷喂料挤出机的缺陷，介绍了70年代未开发出的用于轮胎工业的销钉式机筒冷喂料挤出机，并对Iddon兄弟公司同时研发的高强度混炼（HIM）螺杆的优越性作了归纳。     

高速挤出机需要解决的问题

在谈及挤出机螺杆转速的问题中,多快的螺杆转速才叫快转速呢?倘若挤出机的螺杆转速为1800rpm,那会是怎样的一种情况呢?现在一些挤出机的螺杆转速都很快。然而,据已知,挤出机螺杆在低转速下运行,可以更好地对挤出加工过程进行控制。既然挤出机螺杆低转速运行有这样的优势,那么高转速运行有意义吗?     

三螺杆挤出机常规螺纹元件挤出过程的CAE研究

利用ANSYS软件分析了三螺杆挤出机常规螺纹元件中等温非牛顿流体的压力场、速度场和粘度场，并和双螺杆挤出机常规螺纹元件进行了比较，尤其对流道中心区进行了重点研究。结果表明，三螺杆挤出机的混合性能好于双螺杆挤出机；中心区的物料压力梯度和速度梯度都较小，物料在中心区流动缓慢，中心区的物料粘度值较大；对反应时间不宜过长的聚合物，应避免使用三螺杆挤出机。     

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。     

三螺杆、双螺杆挤出机及其啮合块混合性能的比较

利用Polyflow聚合物流体分析软件,对三螺杆和双螺杆挤出机及不同参数啮合块的流道模型进行了等温数值模拟。经过统计后处理,引入加权平均剪切速率和剪切应力、回流系数等评价指标,深入分析了流场的混合行为。同时对倒三角形三螺杆挤出机和双螺杆挤出机的混合能力进行了对比,以此对三螺杆和双螺杆挤出机混合性能的优劣性加以探讨。     

啮合同向三螺杆挤出机中三维等温流动的数值模拟

Three-dimensional isothermal flow of polymer melt in the kneading-disc element of an intermeshing co-rotating tri-screw extruder was simulated by using finite element package POLYFLOW. Based on the velocity fields calculated, flow patterns of the melt were analyzed, and particle trajectories were visualized. The numerical results indicated that, in intermeshing co-rotating tri-screw extruders, particles went through three intermeshing regions during one cycle around the screws, thus achieving better plasticating and mixing than intermeshing co-rotating twin-screw extruders. Flow in the central region was also studied by using particle tracking technique, and residence time distribution (RTD) and trajectories for particles in this region were presented. The simulation results showed that there was no stagnation in the central region. This study provided a clear insight into the flow mechanism of tri-screw extrusion. It also provided a new method for studies of flow mechanisms in other complicated mixers.     

LTS型、TTS型三螺杆挤出机与双螺杆挤出机的比较

从机械设计角度,对石家庄德倍隆科技有限公司生产的LTS型、TTS型三螺杆挤出机与双螺杆挤出机进行了比较。指出LTS和TTS型三螺杆挤出机操作范围更宽,混炼能力更强,能够降低能耗,能满足新材料对混合效果不断提高的要求。     

三螺杆挤出机端面二维流场混沌混合拉格朗日拟序结构分析

三螺杆挤出机是一种新型的聚合物流体加工设备,其独有的中心区呈现出几何结构和受力状态的周期性变化,混合机理非常复杂。区别于传统的线性混合分析,从拉格朗日体系的新视角对三螺杆挤出机混沌混合进行拉格朗日拟序结构分析,利用有限时间Lyapunov指数（FTLE）、拉格朗日拟序结构（LCS）,结合Poincaré截面和粒子可视化技术研究三螺杆挤出机二维流场的流体输运和混沌混合机理,讨论了中心区动态结构特性对FTLE和LCS分布的影响,并与单螺杆挤出机和双螺杆挤出机进行了对比分析。结果表明,LCS将三螺杆挤出机流域划分为近螺杆区、远螺杆区和中心区3个具有不同运动特性的区域,扭结是连接近螺杆区、远螺杆区和中心区物质交换的桥梁。随着混合时间的增加,扭结的弯曲和折叠程度逐渐增大,增强了3个区域的物质交换,强化了三螺杆流场的混沌混合。三螺杆挤出机啮合区附近存在3个双曲固定点,混合能力较好。Poincaré截面中椭圆周期点的出现说明在流域中心有非混沌区存在,因此三螺杆挤出机的中心区混合能力相对较弱。     

Study on Extrusion Characteristics of the Tri-Screw Extruder

A novel kind of extruding machinery is proposed—a tri-screw extruder (TRISE), in which three intermeshed screws are arranged in the three corners of a triangle; three meshing regions and a center zone also comprise the special construction. The flow rate and the pressure-generating ability of the melt in the thread-zone flow field of the tri-screw extruder, especially the pumping formed by the action of taking in and sending out melt in the unique center zone, are also described. The results of simulation and experiments clearly show that the tri-screw extruder has stronger conveying capacity. The shear frequency of material in the tri-screw extruder is higher than that in the twin-screw extruder, which means that filler could be loaded to a much higher point in the TRISE than in the twin-screw. Results from the TRISE also show that energy consumption of the TRISE is lower than that of the twin-screw extruder.     

Numerical Simulation of Extrusion Characteristics for Co-rotating Tri-Screw Extruder

The flow of polyethylene melt in new tri-screw extruder was simulated using the finite element method (FEM). A special study of flow in central region was performed by analysis of the velocity, pressure, and resident time distribution (RTD). The extrusion characteristics of tri-screw extruder, namely the abilities of material conveying, mixing, and power consumption, were compared with those of twin screw extruder. The results showed that there was circumfluence in central region but no stagnation in it. Tri-screw extruder had better operative abilities and high productivity ratio than twin screw extruder in the aspect of material conveying and mixing.     

三螺杆动态混炼挤出对HDPE/Mg(OH)2复合材料冲击性能的影响

采用三螺杆动态混炼挤出机挤出造粒,对不同振幅、频率下制取的含不同质量分数Mg(OH)2的HDPE/Mg(OH)2复合材料冲击性能进行研究,研究结果表明:三螺杆动态混炼挤出机改善了MS(OH)2在HDPE中的分散性,从而提高复合材料的冲击性能.当Mg(OH)2质量分数分别为10%、20%、30%时,复合材料冲击强度最大值为18.9、15.2、12.0 kJ/m2.     

三螺杆动态混炼挤出HDPE/Mg(OH)_2复合材料拉伸性能

通过改变加工工艺改善Mg(OH)_2在HDPE中的分散性,先用双螺杆塑化挤出机混合造粒,再采用三螺杆动态混炼挤出机挤出造粒,对不同振动参数(振幅、频率)下制取的含不同质量分数Mg(OH)_2的HDPE/Mg(OH)_2复合材料进行研究,研究结果表明:三螺杆动态混炼挤出机有利于提高Mg(OH)_2在复合材料中的分散性,从而提高复合材料的拉伸性能.Mg(OH)_2质量分数分别为10%、20%、30%的复合材料的拉伸强度最大值分别为25.9、26.8、27.3 MPa.