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同向平行雙螺桿擠出機zui初產生于食品和塑料加工,近幾十年來,其應用的范圍不斷擴大已擴展到橡膠、涂料、石油化纖、建材、紙漿、食品、飼料加工以及流體機械等領域。同向平行雙螺桿擠出機的核心是雙螺桿機構。由于雙螺桿機構具有比單螺桿機構輸送、混合能力強、自潔性能好、效率高,比三螺桿及以上的多螺桿機構結構簡單的明顯優勢,所以得到廣泛應用。雙螺桿機構按其螺桿軸線的位置可以分為平行和非平行兩類。由于同向平行雙螺桿擠出機制造、安裝方便、成本較低,所以應用十分廣泛。本文主要討論平行雙螺桿機構的主要特點及其應用。
同向平行雙螺桿擠出機系統的結構形式根據應用領域和運轉特性而各不相同。按轉向分為異向旋轉和同向旋轉,按嚙合形式分為嚙合型和非嚙合型,嚙合型中又分為*嚙合式和部分嚙合式。一根螺桿的螺棱象楔子一樣伸入到另一根螺桿的螺槽中,物料基本上不能由該螺槽繼續進入到鄰近的螺槽中去,而只能被迫地由一根螺桿的螺槽流到另一根螺桿的螺槽中去。由于螺桿繼續轉動而反復強迫物料轉向,結果使物料受到較好的剪切混合作用,這種結構具有很好的自潔能力。在幾何上,在嚙合區螺槽在橫向是封閉的,也可以是開放的,但縱向不能封閉,否則會發生干涉。
即必須將螺槽寬度設計得大于螺棱寬度,路被另一根螺桿堵死。物料在螺紋推動下,通過各部分間隙而做圓周運動,同時也做軸向運動。物料通過螺桿之間的徑向隙時猶如物料通過輥的輥隙,受到強烈的剪切攪拌作用。由于雙螺桿機構*的結構和工作原理,具有擠壓輸送、混合或切割、反應、擠出成型等多種功能。可以做成密閉式的具有料封作用,還可以向有壓力的地方送料,便于在任何位置上加料或者卸料;又因可以將其殼體和旋轉軸做成水冷結構,故亦可用于高溫場合下的物料輸送等。
同向平行雙螺桿擠出機各種機構在性能和應用范圍上存在一同向旋轉的雙螺桿,螺棱和螺槽的速度方向相反,相對速度比反向旋轉的大,因而對嚙合區物料的剪切速度、剪切力也大,混練效果比反向旋轉的雙螺桿好。同向雙螺桿擠壓機在螺旋嚙合處沒有形成壓力,沒有高剪切區,螺桿和筒體的磨損較低,適合于高速運轉。而異向雙螺桿在嚙合處的頂部形成較高的壓力,產生較大的剪切率,隨著螺桿轉速提高,螺桿和筒體磨損加大,適合于低速運轉。
此外,同向平行雙螺桿擠出機設備由于自身機理的原因,自潔性好,能避免堵塞問題和喂料問題,而異向雙螺桿設備只有一定程度的自潔性。就螺紋頭數而言,同向旋轉雙螺桿在單頭時正位移輸送能力zui大,可以避免物料因來不及向前輸送而堆積在加料口,影響正常加料。雙頭正向螺紋元件的螺槽截面積小一些,剪切作用柔和,同向平行雙螺桿擠出機用于需要良好混合和輸送的場合,目前用得zui多。三頭正向螺紋元件的螺槽橫截面積zui小,其剪切作用較強,但輸送能力低,多用于需要高剪切的場合。
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