单螺杆排气挤出机的排气理论及其结构设计.pdf

第22卷第4期浙江化工41

单螺杆排气挤出机的
排气理论及其结构设计

戴晖平(杭州塑料化工厂)

摘要

文章介绍T排气挤出机的韭气理论，以厦排气机新型机头和世口的设计，从
而较好地解决7枷料的积累，防止堵塞气口。

由料斗加进的物料在机内螺旋形向机头
一
、前言
推进，在螺杆的旋转作用下，受到挤压剪切
随着塑料成型工业的It益发展和新型工等作用，使机槭能犬郭分转化为热能，再有
程塑料的研制，排气式螺杆挤出机得到了迅适当的外部加热，物料韵温度逐渐升高，开
速地发展，并逐步代替了普通挤出机。应用始由玻璃恋向高弹态转化，至第一均化段则
排气式螺杆挤出机，可以使高聚物中的水达到了基本塑化状态，并且伴随着高压。当
份、溶剂、单体、不凝性气体以及成型温度溶棒进入排气段，由于此段螺槽深度突然加
下能挥发的低聚物得以挥发和脱除，从而消溧，压力突然消失并呈零压或负压，促使嬉
除气泡和银丝，提高制品密度、增加透明材体曲所含水份和挥发性物质急剧汽化·部
料的透光率，也就大大提高产品的物理机械分直接'从物料申逸出，还有一部分汽化物被
性能和外观质量，并且可以省去树脂的预干熔体膜所包周而使熔体发泡，但在压差和螺
燥工序。杆旋转剪切作用下，熔俸膜被打破，汽化物
得以分离，并从排气口由真空系统抽走。
=撵气．理论
三冒料现象的理论分析
对于单螺杆排气挤出机来说，它的螺杆
无异于由两根常规三段螺杆串联而成，且联排气挤出杌由于机筒上开了个口子，所
接处螺槽较深，从而形成减压部分，然后再以设计和操作不当都会产生熔融或未熔融塑

_
在此处机筒上设置一个遥孔，以利熔体中的料从排气口冒出来，这就是蘧¨嚣所说的‘冒
挥发成份从此孔排出(见图I)。料现象，它不但影响排气效果，而且台产生
废料，严重影响制品的质量。产生这种冒料
现象的原因有以下两点：
(一)螺杆塑化时妁反压
排气式螺杆挤出机前后两段的产量应该
图1直接抽气式撵气轿出机
严格匹配若螺杆给定时，第一段螺杼的塑
化能力是圃定的，即Q。为定值。而第二段

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螺杆的产量却随反压的大小而改变，反压大力求平缓以减少阻力损失，而机头反压的调
时第二均化段的产量就减少。如果反压小于节则通过多孔板的厚度、开孔率大小、开孔
平衡力P。，则有Q≤Q，就不会出现从排气排形捧《砉现a．当生产粒料时，还可以通
口溢料的现象，如果反压大于P。，则Q过口模开孔攀韵，大小来调节。
(：yjI气口的设计
，就有多余的流量势必从排气口：胃出面堵
塞排气口(见图2)。可见反压的大小在螺秆排气口竹形状和位置应当有利于排气、
设计中必须认真考虑。减少冒料，便于观察和清理。一般资料上推
荐形状多为长方形，长边为1D～3D，面积
Q与螺杆截面积之比为0．5～1。本文介绍一种
新型的排气口形状，这种结构可以更好地观
察和清理，且有利于排气口附件——真空装
置的配备，实践验证，当开口面积与螺杆截
面积之比为0．35～1时，能很好地将挥发组分
脱除干净且排气口的位置可以向上，也可
P0p
以是水平或倾斜45。，其中心线可稍偏离料简
田2摊气挤出机的工作田轴线几个毫米(见图3、4)。
(-)雄气口的形状
排气口具有一定的真空度，从而使熔休
处于放松状态，体积膨胀，有限增大的排气
段螺槽空间不足以包容全部的熔体，物料将
高于螺棱顶，因而再次进入挤压状态时，弹
性鼓起的熔体就有可能被谢在排气口上累积
起来，从而堵塞排气口。因此排气口的l内部
结构应无死角，力求平缓过渡，减少流体阻
力，以适合熔体流动为宜。

四结构设计

如何达到既不让物料冒出，又能将挥发
组份脱除干净，在设计中除考虑机头反压外
还得考虑排气口结构的设计。
田4新型摊气口
(一)扭头设计
机头反压的大小直接影响到是否产生冒考虑到物料离开料简进入排气口时昀弹
料现象，根据前面的理论分析，应把机头反性膨胀(巴勒斯效应)，在螺杆旋转方向和物
压设计成略小于或等于平衡力。实际上，料前进方向的料氲壁上加工出__个20。战切
平衡力P。受各方面因素的影响，很难由理角(称暖料角以避龛弹性鼓起雕熔体被尖
论计算得出准确的数值，故机头应设计成可角刮在排气口上累积起来，堵塞排气口。该
调节式，用调试的方法来达到要求。即在流角可以将物料拉回，以利排气口干净。但此
遭设计中，在满足其它性能要术的情况下，法不能根本解问题，本文介绍的解决方法是

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减小吸料角，在螺杆旋转方向和物料前进方
向的料筒壁上削去一部分金属，以增加吸料45。，深度为壁厚的{，这样基率可解决物
区域。如图5、6。此排气巾的3O<B<料的积累丽堵塞气口。

‘

圈5经典排气口圈6新型捧气口

生物所产生的一种毒素，它对人体、农作物
阻燃聚丙烯的技术进展和土壤的副作用很小。两家公司预计