LTS型、TTS型三螺杆挤出机与双螺杆挤出机的比较道

LTS型、TTS型三螺杆挤出机与双螺杆挤出机的比较道 崔鹏，等:,,,型、佻型,螺杆挤出机与双螺杆挤出机的比较 ,, ,,,型、,,,型三螺杆挤出机与双螺杆挤出机的比较 崔鹏 王保民 (石家庄德倍隆科技有限公司，石家庄,,,,,,) (山东省塑料研究开发中心，济南,,,,,,) 摘要从机械 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 角度，对石家庄德倍隆科技有限公司生产的,,,型、,,,型三螺杆挤出机与双螺杆挤出机进 行了比较。指出,,,和,,,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。 关键词三螺杆挤出机双螺杆挤出机机械设计能耗 (,， , 、、( 高速啮合型同向双螺杆挤出机已得到普遍应用，而高速啮合型三螺杆挤出机是近年来市场上出 ‘, 久 (,’现的新产品，其优异的性能越来越受到人们的关注，但对其还缺乏深入的研究。笔者从机械设计角度对,,,型、,，,，’,型三螺杆挤出机与双螺杆挤出机进行了比较。, ,,,、,,,系列三螺杆挤出机的性能参数 (厂。 、,,,,一 , 丫 、、( 火 ,’ 石家庄德倍隆科技有限公司是最早研发三螺杆 髟挤出机的单位之一，现已开发出两大系列(,,,、邢系列)共,个品种的三螺杆挤出机产品，具体性能 ‘, 八 (,)参数见表,。螺杆组合结构示意图见图,。 表, ,,,系列和,,,系列三螺杆挤出机的性能参数 螺杆转速, 主机功率, 生产能力, 型号 长径比范围 ,(,,,—， ,, ,,?,一, ,,陌一,, ,,:,,,,:, ,,,,,,, ,,—,,, ,,,—, ,,, ,,,,一,, ,,:,一,,:, ,,,,,,, ,,,一,,, ,,,一,,,, ,，,一,, ,,:,一,,:, ,,,,,,, ,,—,,, ,,,,,,, ,,,一,, ,,:,—,,:, ,,,,,,, ,,,,,, ,,,—,,, ,,,一,, ,,:,一,,:, ,,,,,,, ,,,,,, ,,,一, ,,, (;) ,—,,双螺杆排列;,—,,,型(一字形)三螺杆排列;, ,鸭型、’,，’,型三螺杆挤出机与双螺杆挤出机的 ,一,髑型(倒三角形)三螺杆排列 机械设计比较 图, 螺杆组合结构示意图 石家庄德倍隆科技有限公司开发出产品后，并 螺杆设计上，,种挤出机相同，同样规格的元件都能没有急于推向市场，而是在吣一,,型及,，,，’,一,, 通用。所以双螺杆挤出机能应用的领域都可用,,,型三螺杆挤出机上进行了大量的工艺试验。结果表 型及邢型三螺杆挤出机替代而无需改变加工工明，无论,,,型还是,，’,型三螺杆挤出机，在混合 艺，并可制造出性能更优异的材料。质量、产量、能耗、排气性能上均明显优于双螺杆挤 (,)三螺杆挤出机的分流效果更好、剪切次数出机。 更多，具有更好的分布混合和分散混合…。 表,列出,,,型、邢型三螺杆挤出机与双螺 比如，在生产高浓度聚乙烯(,,)炭黑色母粒杆挤出机的机械设计比较。 时，因炭黑颗粒粒径小，且在混炼、造粒过程中与载 由表,可以看出，,,,、,,’,型三螺杆挤出机具 体树脂的相容性差，因此会产生团聚现象，使炭黑颗有下列优点: 粒在树脂中的分散不均匀，影响产品质量。当使用 (,)在机械设计上，,种类型的挤出机都是组合 双螺杆挤出机生产这种色母粒时，因该机型只有,式，有利于加工工艺的调整。在机筒设计上，,种机型基本相同，只是内孔的数量及布置方式不同。在 收稿日期:,,,,—,,—,, ,, ,程塑料应用 ,,,,年，第,,卷，第,期 表, ,,,系列、,,,,系列三螺杆挤出机与双螺杆挤出机 提高了物料的质量，又简化了生产工序，降低了成 的机械设计比较 本，是母料生产商制造高性能、高品质产品的理想选 项目 双螺杆 ?型,螺杆 ,,,型,螺杆 择。 挤 出机 挤出机 挤出机 (,)三螺杆挤出机具有更大的排气界面面积， 喂料 计量喂料 计量喂料 计罱喂料 机筒 组合式 组合式 组合式 有利于排气操作，使排气对产量的影响降至最低。 螺杆 组合式 组合式 组合式 在生产除味母粒时，需使用一种比表面积大、内 螺杆根数 , , , 部孔穴结构多的助剂。该助剂对低分子物质具有物 螺杆线数 ,、,或, ,、,或, , 啮合型形式 共轭 共轭 共轭 理选择吸附和化学反应的特性，利用其物理吸附特 自洁性 优 优 优 性，用它加工成的除味母料可以有效地除去一些塑 相同直径螺杆 较高 最大 (二线螺纹) (二线螺纹) 小 料中散发出的异味低分子物，如硫化氢、氯化氢及水 的自由容积 分子等对加工有害的物质。但在母粒造粒过程中， 每转,周分流 ,,(二线) ,,(二线) ,, 剪切次数 ,,(三线) ,,(三线) 由于这种助剂的特殊孔穴结构，在运输、储存和生产 排气界面面积 较大 大 最大(二线) 加工过程中其内部会吸收大量的气体和水分。使用 等长径比下滞 较长(二线) 最长 留时间 最短(三线) 较长(三线) 最长(三线) 双螺杆挤出机造粒时，第一个排气口处会因气体过 相同混合质量 多将物料顶出而出现溢料，在第二个排气口抽真空 长 较短 最短 下滞留时间 脱挥发分时会因挥发分太多，受热后气体带着物料 相同产量下的 大 小 最小 从排气口膨出而堵塞真空管道，使气体不能正常排 机器体积 出造成停机。采用,,,型(一字形)三螺杆挤出机个啮合区，剪切力度和剪切次数均达不到理想的效 生产这种母料时，即使不用抽真空，挥发分也能顺利果，因此螺杆的长径比必须很大才能打破颗粒料的 脱除，两个排气,，都没有膨出现象，且颗粒颜色、粒团聚作用，且炭黑的添加量不能超过,,,，否则会 形均一，证明挥发分脱除很充分。这是因为该型挤因剪切作用不好而造成分散不均匀，也会因瞬时扭 出机的三根螺杆呈一字形排列，,个啮合区相当于矩过大而造成非正常停机;如果在高速搅拌机内,昆 两个双螺杆同时作用，物料被细致地分流，在,根螺合不均匀，在双螺杆挤出机内很难达到均匀分散。 杆表面的暴露面积加大，即表面更新作用加大，几乎而,,,型(倒三角形)三螺杆挤出机具有,个啮合 是双螺杆挤出机的,倍，所以物料内部的低分子物区，运转起来相当于,对双螺杆同时作用，物料在其 更易于脱除干净，达到良好的排气效果，使生产出的中经受的剪切次数比双螺杆多数百倍悼,。在相同 粒料具有更高的外观质量和物理、力学性能，也使排的长径比下，该型挤出机的混合效果是双螺杆挤出 气对产量的影响降至最低。机的,倍，各组分很容易得到均匀化和微粒化，物料 由此可见，使用三螺杆挤出机造粒无论在产品在空间多个层面上充分交换流动，可达到良好的塑 性能还是在生产状态、排气脱挥发分方面，都明显优化分散效果，且能够实现高达,,,的填充比例，加 于普?ㄋ杆挤出机，非常适用于生产一些含可挥料和输送也非常稳定。另外，它的自洁性优良，可避 发性气体多、排气要求高的物料。免出现物料死角，使生产出的产品性能均一。 (,)三螺杆挤出机具有更宽的滞留时间范围， 当生产炭黑屏蔽料、双防母料、抗静电母料等功 更有利于滞留时间短和滞留时间长的加工工艺。能母料时，因这些物料的有效成分成本高，要求其添 降低交联,,料分子量的工艺是要求交联,,加量尽可能少，而分散尽可能均匀些，以获得优良的 的长碳链尽可能完全地降解成分子量分布窄的低分改性效果。而对于无卤阻燃聚丙烯料，需添加大量 子物。用普通双螺杆挤出机处理这种交联,,料的无卤阻燃剂才能达到卤系阻燃效果，如果分散不 时，至少需要,,:,的长径比才能达到要求，但此种均，不仅影响到制品的物理、力学 性能，而且也影响 设备空间大、耗能高。而使用,,,型三螺杆挤出阻燃效果。三螺杆挤出机的优异剪切分散混合性能 机，只需要,,:,左右的长径比就可实现比双螺杆挤正适合于满足此要求。 出机更好的塑化混合效果。三螺杆挤出机的强烈剪 总之，三螺杆挤出机能以较小的长径比实现与 切作用、优良的自洁性能可使物料在螺杆之间反复双螺杆挤出机等同甚至更优异的混合分散效果，既 交换流动，在机筒中受热均匀，不会出现在双螺杆挤 崔鹏，等:,,,型、‘,型三螺杆挤出机与双螺杆挤出机的比较 ,,出机中因主机转速过快而造成在机筒内滞留时间 利于降低螺杆扭矩，从而降低能耗，且三螺杆挤出机短，未能充分均匀塑化的现象，相对延长了滞留时 的长径比小，机型小，占用空间也小，对水、电等能源间，保证了交联,,分子链降低的程度，而且三螺杆 的损耗比一般双螺杆挤出机都小很多。挤出机对反应温度和螺杆转速的控制较双螺杆挤出 生产加工上述的半交联,,料时，若使用南京机精确，对挤出非常有利。 的,,一,,型双螺杆挤出机，要达到,(, ,,,的产 在进行,,接枝反应挤出时，要求物料停留在 量，其主机电流接近,,, ,，而用,,,一,,型三螺杆机简内的时间尽量长，而引发剂添加量有限，要求引 挤出机，其主机电流仅需要,, ,。如果提高喂料发剂在体系中的分散一定要均匀，使接枝物在引发 量，还可以继续增加产量。再如，若生产透明填充母剂的作用下，尽可能均匀、完全地接枝到树脂上。使 料，用,,,一,,型双螺杆挤出机，产量为, ,,,，而使用双螺杆挤出机挤出时，往往利用其高转速形成的 用,,,一,,型三螺杆挤出机，在同样电流下，产量高剪切，使其在高温下、较短的时间内完成接枝，但 可达到,, ,,,，且产品的质量更好。在相同产能下，这样耗费的功率相当大，反应也容易不完全。而使 机型小，所占用的场地小，从机械损耗角度来看，具用三螺杆挤出机时，其剪切作用强烈，物料在其中交 有良好的节约场地和节能效果。在当今世界能源紧换充分，反应完全，且长径比不需要很大，也能达到 张的形势下具有重要的意义。滞留时间长，优势非常明显。 ,结论 在制备聚对苯二甲酸乙，二酯(,,,)、聚对苯二 总之，从机械设计角度看，石家庄德倍隆科技有甲酸丁二酯(,,,)等 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 塑料和聚碳酸酯(,,), 限生产的,,,型、,,,型三螺杆挤出机与双螺杆挤,,,等合金时，使用小长径比的,,,型三螺杆挤出 出机基本一样，但,,,型和,,,型三螺杆挤出机的机可使物料滞留的时间尽可能短，以避免其酯键受 操作范围更宽，混炼能力更强，且大大降低能耗，能热分解，其均匀有效地剪切同样能达到优良的塑化 满足新材料对混合效果不断提高的要求。效果。而邢型三螺杆挤出机在这方面更具有突 参考文献出的优势，所需要的长径比更小，剪切分散效果更 〔,〕姜南，张文呈，信春玲(三螺杆挤出机的填充和分散特性〔;〕‖好‘,，。 ,,,,塑料加工技术高峰论坛论文集(北京:北京化工大学( ,,,,( (,)三螺杆挤出机具有更低的能耗。 〔,〕姜南，马兴巍，张文呈(三螺杆挤出机的挤压特性〔,〕,,,,,, 随着螺杆转速的提高，三螺杆挤出机的产量比 塑料加工技术高峰论坛论文集(北京:北京化工大学，,,,,(双螺杆挤出机高，正位移输送能力更强，它的长径比 〔,〕何和智，闫卫斌，王嫒，等(基于聚合物动态三螺杆挤出设备的短，螺杆长度仅为常规双螺杆挤出机.