双螺杆捏合机理及其捏合段设计.pdfVIP

第 20 卷　第 2 期 　　合　成　纤　维　工　业　　　　　　　　　 . 20　 . 2　 V o l N o 　 1997 年 4 月　　　　　　　　　　　　　　 CH INA SYN TH ET IC F IBER INDU STRY　 A p r. 　1997 　 双螺杆捏合机理及其捏合段设计 柳 和 生 (南昌大学机械电子研究所, 330029) 　　摘要: 定性分析了捏合段的混合及输送机理, 讨论了捏合块错列角、螺棱间隙、捏合块头数、螺杆转 速等因素对混合质量及输送能力的影响, 并由此提出了一些捏合段设计时应注意的问题。 　　关键词: 捏合　混合　输送　双螺杆　挤出　聚合物 　　为满足不同的应用要求, 对聚合物进行物理 构型复杂, 旋转时能对流经它的物料进行强烈的 或化学改性是聚合物加工的一个重要方面。改性 揉捏, 因而具有较理想的分散和分布混合能力。 中的一个重要环节就是混合。混合设备是决定混 如图 1 所示, 捏合段是由若干捏合块错列一 合质量的关键。双螺杆, 尤其是啮合同向旋转双螺 定角度后轴向相联而成。从图中可以看出, 捏合段 杆是常用的连续混合机。为增强其混合功能, 人们 相当于离散了的, 即螺槽不连续的螺纹段。而正是 常在其螺杆上设置各种混炼元件, 由若干捏合块 这种错列和不连续导致了物料在捏合段内的复杂 构成的捏合段是最常见的一种。由于捏合段几何 流动, 形成良好的混合。 图 1　啮合同向旋转双螺杆的捏合段 　　捏合段的作用除混合外还有输送, 即将物料 型[ 1 ] ( ) 凹槽数与捏合块的尖顶数相同 。图 1 和图 向机头方向输送。这两种作用都和物料在捏合段 2 中各几何参数间的关系见文献[2 ], [3 ]。图3 是 内的流动有关。下面将从流动分析入手分析捏合 根据以上物理模型计算而得的捏合块上一个凹槽 段的工作机理。 [ 1 ] 内的压力和流速分布 。 1　单一捏合块内的流动与混合 凹槽内物料承受的平均剪切速率 常被用作 衡量单块捏合块的混炼能力, 由下式计算。 捏合段由若干捏合块相联而成。图 2 是在设 0. 5W c+ W f h (x ) dV x ∫ ∫ dx dy 捏合块静止, 机筒绕它旋转并且将它们展开后建 - 0. 5W c 0 dy = 0. 52W c+ W f h (x ) ( 1) 立的捏合块上一个凹槽内的物料流动的物理模 dx dy