雙螺桿擠出機(jī)zui初產(chǎn)生于食品和塑料加工,近幾十年來,其應(yīng)用的范圍不斷擴(kuò)大,已擴(kuò)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(jī)械等領(lǐng)域。雙螺桿擠出機(jī)械的核心是雙螺桿機(jī)構(gòu)。由于雙螺桿機(jī)構(gòu)具有比單螺桿機(jī)構(gòu)輸送、混合能力強(qiáng)、自潔性能好、效率高,比三螺桿及以上的多螺桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單的明顯優(yōu)勢,所以得到廣泛應(yīng)用。雙螺桿擠出機(jī)構(gòu)按其螺桿軸線的位置可以分為平行和非平行兩類。由于平行雙螺桿機(jī)制造、安裝方便、成本較低,所以應(yīng)用十分廣泛。本文主要討論平行雙螺桿機(jī)構(gòu)的主要特點(diǎn)及其應(yīng)用。

    雙螺桿擠出機(jī)

    雙螺桿擠出機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域和運(yùn)轉(zhuǎn)特性而各不相同。按轉(zhuǎn)向分為異向旋轉(zhuǎn)和同向旋轉(zhuǎn),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(xù)進(jìn)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(xù)轉(zhuǎn)動而反復(fù)強(qiáng)迫物料轉(zhuǎn)向,結(jié)果使物料受到較好的剪切混合作用,這種結(jié)構(gòu)具有很好的自潔能力。

    在幾何上,在嚙合區(qū)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(fā)生干涉。即必須將螺槽寬度設(shè)計(jì)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(yùn)動,同時也做軸向運(yùn)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(qiáng)烈的剪切攪拌作用。由于雙螺桿機(jī)構(gòu)*的結(jié)構(gòu)和工作原理,具有擠壓輸送、混合或切割、反應(yīng)、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(zhuǎn)軸做成水冷結(jié)構(gòu),故亦可用于高溫場合下的物料輸送等。各種機(jī)構(gòu)在性能和應(yīng)用范圍上存在一同向旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)的大,因而對嚙合區(qū)物料的剪切速度、剪切力也大,混練效果比反向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿好。同向雙螺桿擠壓機(jī)在螺旋嚙合處沒有形成壓力,沒有高剪切區(qū),螺桿和筒體的磨損較低,適合于高速運(yùn)轉(zhuǎn)。

    而異向雙螺桿擠出機(jī)在嚙合處的頂部形成較高的壓力,產(chǎn)生較大的剪切率,隨著螺桿轉(zhuǎn)速提高,螺桿和筒體磨損加大,適合于低速運(yùn)轉(zhuǎn)。此外,同向雙螺桿擠出機(jī)設(shè)備由于自身機(jī)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(shè)備只有一定程度的自潔性。就螺紋頭數(shù)而言,同向旋轉(zhuǎn)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,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(qiáng),但輸送能力低,多用于需要高剪切的場合。以保證縱向開放。