往复式单螺杆销钉挤出机停留时间分布研究

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单螺杆挤出机原理

单螺杆挤出机原理

单螺杆挤出机原理单螺杆挤出机作为一种常见的挤出机设备,用于塑料加工行业,原理和构造是什么呢?下面从挤出机的输送段,压缩段,计量段来对单螺杆挤出机原理做一个分析。

单螺杆挤出机一般在有效长度上分为三段,按螺杆直径大小、螺距、螺深确定三段有效长度,一般按各占三分之一划分。

单螺杆挤出机原理:料口最后一道螺纹开始叫输送段物料在此处要求不能塑化,但要预热、受压挤实,过去老挤出理论认为此处物料是松散体,后来通过证明此处物料实际是固体塞,就是说这里物料受挤压后是一固体象塞子一样,因此只要完成输送任务就是它的功能了。

第二段叫压缩段,螺槽体积由大逐渐变小,并且温度要达到物料塑化程度,此处产生压缩由输送段三,在这里压缩到一,这叫螺杆的压缩比--3:1,有的机器也有变化,完成塑化的物料进入到第三段。

第三段是计量段,此处物料保持塑化温度,只是象计量泵那样准确、定量输送熔体物料,以供给机头,此时温度不能低于塑化温度,一般略高点。

SJ系列单螺杆挤出机主要供挤出软、硬聚氯乙烯、聚乙烯等热塑性塑料之用,它与相应的辅机(包括成型机头)配合,可加工多种塑料制品,如膜、管、板、丝带等,亦可用于造粒。

鑫达塑料挤出机设计先进,质量高,塑化好,能耗低,采用渐开线齿轮传动,具有噪音低,运转平稳,承载力大,寿命长等特点。

高速单螺杆挤出机主要用途管材挤出:适用于PP-R 管、PE燃气管、PEX交联管,铝塑复合管,ABS管、PVC管、HDPE硅芯管及各种共挤复合管。

板材和片材挤出:适用于PVC、PET、PS、PP、PC等型材及板材的挤出。

其它各种塑料的挤出如丝、棒等。

型材的挤出:调节挤出机转速及改变挤出螺杆的结构可适用于生产PVC、聚烯烃类等各种塑料异型材。

改性造粒:适用于各种塑料的共混、改性、增强造粒。

设计理念◎在高品质基础上的高速,高产挤出。

◎低温塑化的设计理念,保证高质量制品的挤出。

◎两阶式整体设计,强化塑化功能,保证调整高性能挤出。

◎特种屏障,BM综合混炼设计,保证物料的混炼效果。

单螺杆挤出机与双螺杆挤出机性能对比分析报告

单螺杆挤出机与双螺杆挤出机性能对比分析报告

单螺杆挤出机与双螺杆挤出机性能状况分析报告一. 塑料挤出机概述1. 常规单螺杆挤出机现状和技术水平分析在常规单螺杆挤出机的性能方面,我国己能生产螺杆直径为φ12-φ250mm多种规格、门类齐全的挤出机,长径比大多在25-30范围。

一些新型的混炼元件如分离型、屏障型、分流型、变流道型以及流束位置变换型等混炼元件得到了较为广泛的应用:螺杆最高转速:直径φ150-φ200的大型挤出机加工烯烃类物料时为50-75r/min,加工PVC等热敏性物料时为5-42r/min:直径φ30以下的小型机器加工烯烃类物料时为l60-200r/min,加工PVC等热敏性物料时为18-l20r/min:北京化工大学研制成功的φl2mm手提式单螺杆排气挤出机为1200r/min。

而国外单螺杆挤出机螺杆直径最小φ6mm,最大为φ700mm,最大长径比达60。

日本池贝公司φ30单螺杆挤出机最高螺杆转速为300r/min,挤出机300kg/h,远远高于我国同规格机器实际产量l4kg/h的水平。

由于常规单螺杆挤出机与其它挤出机相比,具有结构简单、坚固耐用、维修方便、价格低廉、操作容易等特点。

在我国相当长时间内仍有很大市场,因此如何使常规单螺杆挤出机优质、高效、多功能化,仍然是我国塑机研究工作者的艰巨任务。

2.异向旋转双螺杆挤出成型机的现状与技术水平分析2.1 异向旋转平行双螺杆挤出机异向旋转双螺杆挤出机有许多种类型,可分为平行和锥形两大类,前者两根螺杆的轴线互相平行,后者两根螺杆的轴线相交成一角度。

目前流行的平行异向双螺杆挤出机多为在啮合区纵横向都封闭,即共轭型的。

锥形双螺杆挤出机与啮合型平行异向双螺杆挤出机的工作机理基本相同。

如果将其设计成啮合区螺槽纵横向皆封闭的,则其输送能力和建压能力都很强,因其加料端两螺杆轴线间有较大的空间,可以采用大的止推轴承和扭矩分配齿轮,从而能承受高扭矩和高推力负荷,很适合硬聚氯乙烯类制品的挤出成型。

往复式单螺杆销钉挤出机往复运动传动机理与混炼性能关系的研究

往复式单螺杆销钉挤出机往复运动传动机理与混炼性能关系的研究
p r o c e s s i n g we r e a n a l y z e d . T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e s h e a r s t r e s s ,t e mp e r a t u r e r i s e a n d p r e s s u r e g r a d i e n t a r e s l o we r u n d e r s wi n g i n g d r i v e ha t n t h a t u n d e r g e a r ra t i n d r i v e . Ho we v e r t h e s c r e w c a n r e c i p r o c a t e r e p e a t e d l y wh i l e r o t a t i n g o n c e u n d e r g e r a ra t i n d r i v e nd a
往复式单螺杆销钉挤 出机往复运动传动机理 与混炼性能关 系的研 究
刘倩楠 , 毕超
( 北京化工大学机电工程学院 , 北京 1 0 0 0 2 9 )
摘要 : 对 比了几种 不同的往 复式单螺杆销钉挤 出机传动 系统 的传动机理 , 并在此基础上设计其对应的混合元件。 利用 P o l y l f o w软件对混合元件 内物料的流动和混合过程进行 了模 拟 , 分析 了流场 内的压力分布、 剪切应 力分布、 物料
S t u d y o f Dr i v e Me c h a n i s m o f Re c i p r o c a t i n g Mo t i o n a n d Mi x i n g Pe r f o r ma n c e o f Re c i p r o c a t i n g S i n g l e S c r e w Pi n - Ba r r e l Ex t r u d e r

单螺杆挤出的进料均匀性分析及其结构优化设计

单螺杆挤出的进料均匀性分析及其结构优化设计

单螺杆挤出的进料均匀性分析及其结构优化设计摘要:挤出成型技术具有效率高、生产过程连续、应用范围广等性能优势,单螺杆挤出设备为全自支化挤出机,仪器较低的能耗以及简单的结构在纤维、橡胶塑料成型领域得到推广应用。

为了进一步提升单螺杆挤出设备应用效果,解决生产过程中存在的进料均匀性不足的问题,本文对单螺杆挤出设备动作情况建立了数学模型,并通过有限元软件对设备的结构进行了模拟分析,提出了改善进料均匀性的结构优化设计方式,为相关单位人员提供参考。

关键词:单螺杆挤出设备;进料均匀性;结构优化引言单螺杆挤出设备为全自动挤出机,广泛应用于塑料等聚合物的成型加工工作,具有操作简单、维护成本低、结构简单、挤出高效等性能优势,在PP、PEC、PVC、POM、PA等各类民用或工程塑料加工领域中发挥重要作用。

然而,在实际应用过程中,单螺杆挤出设备存在的进料不均匀问题影响了塑料成型加工质量,生产单位需要强化对进料均匀性等方面的研究,通过合理的结构优化方式改善进料均匀性。

在实际操作过程中,生产单位可以结合数值模型、有限元模型分析单螺杆挤出设备进料挤出期间的流畅分别相关指标参数,为结构优化设计提供数据参考。

1.单螺杆全自动挤出设备进料均匀性研究必要性分析当前聚合物生产领域的加工单位对于设备能耗与塑化效果方面的研究工作不断深入,追求低能耗、高效塑化成为实现生产加工过程环保、节能、高速、高效的重要途径,作为解决聚合物生产加工需求常用设备的单螺杆挤出机,则成为众多生产单位或研究院所的研究重点。

在研究过程中,大多数研究人员通常基于数值模拟结构开展实验测试,所研究的对象主要为流场特性或螺杆挤出性能的整体优化,在进料均匀性等方面的研究成果相对见哦按少。

相对而言,填料器、侧进料器、重力进料等不同进料方式都存在一定程度上的进料不稳定、不均匀性,这将导致螺杆中的物料存在局部未填充或交替充满的情况,填料的不均匀最终导致螺杆受力的不均匀,进而影响了出口流量的稳定性。

螺压设备塑化挤出停留时间评估方法研究进展

螺压设备塑化挤出停留时间评估方法研究进展

螺压设备塑化挤出停留时间评估方法研究进展
赵磊;罗中浩;傅陈超;薛平;张润
【期刊名称】《工程塑料应用》
【年(卷),期】2024(52)5
【摘要】螺压设备作为高分子聚合物混炼塑化、加工成型的常用设备之一,可以实现管、板、片、膜等产品的生产。

停留时间是反映螺压设备性能和产品质量的重要参数,如何准确评估物料在设备中的停留时间及停留时间分布成为工业界和科研界的研究重点之一。

实验和模拟仿真是目前评估螺压设备中物料停留时间最常用的两种方法,基于这两种方法概述了近年来国内外学者围绕该问题取得的研究成果,分析总结了各种方法优缺点,展望了螺压加工停留时间评估方法的未来发展方向。

【总页数】8页(P194-201)
【作者】赵磊;罗中浩;傅陈超;薛平;张润
【作者单位】北京化工大学机电工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ315;TQ316.3
【相关文献】
1.螺压反应挤出改性聚合物研究进展
2.承压设备设计阶段风险评估技术方法研究
3.基于可穿戴设备的帕金森病运动迟缓检测评估方法研究进展
4.获1997年度国家技术发明奖二等奖项目聚合物电磁动态塑化挤出方法及设备
5.一种液压驱动橡胶动态塑化挤出方法及设备
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挤出机销钉式螺杆的工作原理

挤出机销钉式螺杆的工作原理

挤出机销钉式螺杆的工作原理好嘞,今天咱们聊聊挤出机的销钉式螺杆,这玩意儿可有意思了!想象一下,一根螺杆就像个调皮的小精灵,在机器里蹦跶,带着材料不停地旋转、搅拌,简直是个“舞王”啊!这螺杆里头的销钉就像是舞池里的小伙伴们,帮助它把各种材料搞得更加均匀。

想想看,平常咱们在厨房里搅拌面团,那感觉可不赖,这螺杆的工作原理其实跟这个有点像,只不过规模大多了,复杂多了。

这个销钉式螺杆到底是怎么运作的呢?首先啊,材料被放进机器里,就像咱们吃饺子前准备的馅料一样,得先把它们放好。

然后,这些材料在高温下会变得像刚出锅的热汤,黏黏糊糊的。

销钉就开始发挥作用了,嘿,就是这些小家伙把材料搅拌得四散开,充分混合。

就像是你在聚会上,让朋友们都跳舞,一圈圈的,人和人之间就越来越紧密,气氛越来越热烈。

销钉的设计真是别出心裁,咱们可以把它想象成一根根伸出的手,抓住那些材料,拽拽拽,一下子就把它们扯得更均匀,真是神奇得很!这让咱们的材料在挤出的时候,更加顺滑,根本不怕堵。

这就像是你在马路上开车,前面没有车堵,畅通无阻,心情自然就好了。

销钉式螺杆还有个好处,那就是它可以调节混合的程度。

嘿,像个调音师一样,能根据需要来调节,让材料的口感、色泽、质感都达到最佳状态。

想象一下,做饭的时候有时候盐放多了,有时候又淡得跟水似的,掌握得好,味道自然就赞。

但是在挤出机里,这些销钉可不会犯这种错误,它们是经验丰富的“老手”,知道怎么把一切都掌控得妥妥的。

咱们也不能忽视温度的作用。

高温加热就像是给这些小伙伴们喝上了热水,大家的活力就都上来了,工作起来简直是风生水起。

螺杆的转动,加上热量的传递,材料在里面被搅拌得热火朝天,连个小泡泡都忍不住要冒出来了!这就像你在家里煮汤,火候掌握得好,味道才会鲜美可口。

说到这里,咱们得提提最后的结果。

材料被挤出来后,就像是变魔术一样,变成了各种形状和大小。

嘿,这就好比你把面团擀成饺子皮,或是切成面条,样样都可以。

这些材料经过销钉式螺杆的处理后,质量大大提升,性能也稳定得多。

(时间管理)综合实验——停留时间分布综合实验报告

(时间管理)综合实验——停留时间分布综合实验报告

停留时间分布综合实验报告停留时间分布综合实验一、实验目的1.掌握用脉冲示踪法测定停留时间分布及数据处理方法;2.了解和掌握停留时间分布函数的基本原理;3.了解停留时间分布与模型参数的关系;4.了解多级混本实验通过单釜、多釜及管式反应器中停留时间分布的测定, 将数据计算结果用多釜串联模型来定量返混程度,从而认识限制返混的措施 和釜、管式反应器特性;5.了解和掌握模型参数N 的物理意义及计算方法。

二、实验原理在连续流动反应器中,由于反应物料的返混以及在反应器内出现的层流,死角,短路等现象,使得反应物料在反应器中的停留时间有长有短,即形成停留时间分布,影响反应进程和最终结果。

测定物料的停留时间分布是描述物料在反应器内的流动特性和进行反应器设计计算的内容之一。

停留时间分布可以用停留时间分布密度函数 E(t)和停留时间分布函数 F(t)来表示,这两种概率分布之间存在着对应关系,本实验只是用冲脉示踪法来测定 E(t),利用其对应关系也可以求出 F(t)来。

函数 E(t)的定义是:在某一瞬间加入系统一定量示踪物料,该物料中各流体粒子将经过不同的停留时间后依次流出,而停留时间在[t ,t+dt]间的物料占全部示踪物料的分率为 E(t)dt 。

根据定义E(t)有归一化性质:0.1`)(0=⎰∞dt t E (1) E(t)可以用其他量表示为)()/()(0t c M Q t E ⋅= (2) 其中:Q0主流体体积流量,M 为示踪物量,c(t)为t 时刻流出的示踪剂浓度。

对停留时间分布密度函数E(t)有两个重要概念,数学期望_t 和方差2t σ,它们分别定义为E(t)对原点的一次矩和二次矩。

当实验数据的数量大,且所获样品是瞬间样品,即相应于某时刻t 下的样品,则:∑∑∑∑====-∆∆=∆∆=Ni iAiNi iAii Ni iiN i iiit ct ct tt E t t E t t 1111)()( (3)211221122)()(t t ct ct t t t E t t E tNi iAiNi iAii N i iiNi ii it -∆∆=-∆∆=∑∑∑∑====σ (4) 式中△ti 是两次取样时间,若等时间间隔取样,2112211t cct cct t Ni AiNi Aii t Ni AiNi Aii -==∑∑∑∑====-σ (5)对恒容稳定流动系统有: τ==-v V t R(6) 为了使用方便,常用对比时间τθt=来代换t ,经这样变换后,有以下关系:)()(t E E τθ= (7)222τσσθt = (8)对全混流12=θσ,对活塞流02=θσ,对一般情况102<<θσ。

停留时间分布的研究的几何平均停留时间与算术平均停留时间进行比较

停留时间分布的研究的几何平均停留时间与算术平均停留时间进行比较

停留时间分布的研究的几何平均停留时间与算术平均停留时间进行比较摘要:停留时间分布的研究的几何平均停留时间与算术平均停留时间进行比较,该停留时间分布研究由双螺杆挤出机执行,使用盐示踪剂和电导率测量法。

玉米面熔体的电导率在模具出口测定。

在这个研究中得到的所有停留时间分布曲线都向右倾斜,带着长长的尾巴,导致夸大了平均停留时间。

为了缓解这个长尾巴的问题,考虑不同的办法。

在这些办法中,用时间尺度的对数变换来计算几何平均停留时间表明是最佳以平均停留时间和停留时间分布的延伸的观点描述停留时间分布。

时间尺度的对数转换减轻了因为长尾巴而不恰当夸大停留时间的问题。

对数转换数据的上限和下限的差额被认为是更恰当地解释停留时间分布曲线的延伸,而未转换数据则产生相当易变的伸展。

前言在同一时间里,烹饪挤压机会执行几个单元操作。

它们传输并且混合材料,同时使得它们受到热量、压力和剪切效应的影响。

原材料的成分(淀粉、蛋白质、糖、盐、脂肪等等)和挤出加工条件(水分、螺杆转速、螺杆结构、机筒温度、模具几何结构)通过挤压机机筒内的响应(压力,扭矩,产品的温度和剪切力)的发展影响着最终产物的质量。

淀粉材料构成在食品工业中的应用的很大一部分的原料。

因此,淀粉凝胶成为最终产品质量的一个主要决定性因素。

就像在所有其他的化学和物理化学反应一样,淀粉凝胶的程度, 取决于淀粉或淀粉材料的过程的时间-温度历史。

因为时间—温度显露的范围影响着最终的挤出---日期质量,所以平均停留时间和停留时间分布在食品的挤压过程中就成为了重要的参数。

在螺杆挤出方面的停留时间和停留时间分布的研究提供了关于混合、烹饪和剪切方面的信息。

通过停留时间分布函数,我们可以预测挤压机作为反应器的行为。

停留时间分布数据也被用来放大和改进设备设计。

大部分的研究记录了共轴旋转双螺杆挤出机的长尾巴停留时间分布曲线。

因为这些尾巴的出现,停留时间分布曲线变得向右倾斜,使得它们变得不正常。

然而,在多数情况下,曲线的尾巴部分已经被忽略掉或许因为当尾巴被忽略时产生小的误差或者因为强调曲线的主要部分。

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工艺 条件变 化 的相 关性 。
l R D 定 义 T
图 1 螺 杆 组 合 形 式
R D研 究¨ T 最早 出现在 化学 反应 工程领 域 , 主
要应 用 于分 析物 料在 反 应 器 内 的流 动 情况 , 而 分 进
析其 反应程度 。实验 研 究 中 , 在测 得 反 应 器 出 口处 示 踪物 质浓 度 C( ) , t 后 可计 算 R D 函数 E( ) 式 T t[
R D研 究还处 于起始 阶段 。 T
迹, 使用 统计模 块 Pl t 计算 物料 在螺 纹元件 内的 o st ya
RTD。
以 自行 研 制 的 WX J一4 5型 B s 机 为 研 究 对 us
象, 其螺杆 组 合形式 见 图 1 三类 典 型 螺纹 元 件 三维 , 模 型见 图 2 。螺 纹元件 的特 征参数 及功 能见 表 1 。 在有 限元 网格划 分 中 , 螺纹 元件及 带 有 销 钉 的
F ( ) F() 对应 。拟合 时就 是 使用 F ( ) t 与 t相 t 的表 达 式来 拟合 Pls t oyt 统计 得 到 的 F()数据 , 图 4 a t 见 。
输送元件 E Z 混 合 元 件 KE
2 / 5 3 7l /2 4 2 /5 3 74 / 2
2X1 3X 2
搅 拌和 销钉与 螺棱 的强烈 剪 切 作用 下 , 物料 可 得 到
2 有 限元数 值模拟
笔 者采 用 网 格重 叠 技 术 计算 物 料 在 B s 机 螺 us 纹元 件 内的流 场 。计 算 中综 合考 虑 了螺杆 的周 向旋 转运 动 和轴 向往 复 运 动 , 杆 每 旋 转 1。 算 一 次 螺 0计
( ) 和 累积 R D 函数 F() 式 ( ) 。 除 了这两 个 1] T t[ 2 ]
函数 之外 , T R D研 究 还 经 常应 用 到 平 均停 留时 间
[ ( ) 和分布 方差 o [ ( ) 这 两个特 征值 。 式 3] r式 4]
E() = t () 1

速度 场 。在 求得 每个 位 置 的速 度场 分 布 后 , 用 粒 应 子 轨迹 跟踪 ( T 技 术计算 了初 始时 布置 在螺 纹元 P A) 件 入 口处 约 1 0 0个 粒 子 在 螺 纹 元 件 内 的 流 动 轨 0
较好 的分 散 、 布混合 效果 ¨ 。 分
通 过 对物 料 在 挤 出机 内停 留 时 间 分 布 ( T R D)
∑ C A 一 (、 t 、/ t
() c
F() : t

E() t t A
() 2

a 一输送元件 E ; ~混合元件 K ; 一 止逆环适应元件 s z b E c T
图 2 螺 纹 元 件 三 维 造 型 收稿 日期 :0 7 0 -4 20 — 92

∑t E£A ・ ()t
摘要
使 用 Pl l o f W软 件 对 往 复 式 单 螺 杆销 钉 挤 出机 ( us ) 类 典 型 螺 纹 元 件 的停 留 时 间分 布 ( T ) 行 yO Bs 机 三 RD进
了三 维 动 态模 拟 , 析 了工 艺 条 件 和 物料 特 性 对 R D 的 影 响 。根 据 B s 的 螺 杆 组 合 构 型 , 用 卷 积 技 术 求 得 了 分 T us机 应 物料 沿整 根 螺 杆 的 R D 曲 线 , 讨 了物料 在 B s 机 内的 R D规 律 与 工 艺 条件 变化 的相 关性 。 T 探 us T
笔 者使用 P l l o f w软 件 对 B s j 类 典 型 螺 yo us机 纹元 件 的 R D进行 了三维动 态模 拟 , 析 了工 艺 条 T 分 件 和物料特 性对 R D的影 响 。根据 B s 机 的螺杆 T us
组合 构 型 , 用 卷积 技 术求 得 了物料 沿 整 根 螺杆 的 应 R D曲线 , 讨 了物 料 在 B s 机 内的 R D规 律 与 T 探 us T
关键词
往复 式单螺杆销钉挤 出机
停留时间分布
有限元模拟
卷积
往 复式单 螺杆 销钉 挤 出机 ( 以下 简称 B s 机 ) us 是 一种 特殊 的单螺 杆挤 出机 。在加 工过程 中其螺 杆
o r =
( — ・ ( ) t t ) E t A
() 4

旋转 的同时还会 产 生 沿轴 向 的往 复运 动 , 销 钉 的 在
() 3
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毕超 , : 等 往复 式 单 螺 杆 销 钉 挤 出机 停 留时 间 分 布研 究
7 3
表 1 B s 机 螺 纹 元 件 参 数 及 功 能 us 元 件类 型 长 度 / 径 / 机 筒 上 销 钉 个 数 外 内径 尺 寸/ m ( 数 X每 排 个 数 ) a r 排 功 能
的研 究 , 以预测 物 料所 受 的剪 切变 形 总 量 和热 历 可
程 , 混炼塑 化质 量 的量 化 评 价 和控 制 提供 科 学 依 为
据, 因此 R D的研究 引起 了专家 和学 者 们 的热切 关 T
注 。然 而 由于 B s 机 的运 动机 理与单 、 us 双螺 杆 挤 出机有 着本 质 的区别 , 料在 B s 机 内 的运 动 轨 物 us 迹 更为 复 杂 , 因此 迄 今 为 止 对 物 料 在 B s 机 内的 us
输 送 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 料 分 布 混 合 和 分 散 混 合
从 图 4可 以看 出 ,ua 方程 拟合 结果 与 Pl t 统 Z st z oy a st 计 得 到 的 R D数 据基 本重 合 , 明 了使 用 Z st方 T 证 ua z
维普资讯
7 2
工 程 塑 料 应用
20 07年 第 3 5卷 , 1 第 2期

往 复 式 单螺 杆 销钉 挤 出机 停 留时 间分 布研 究
毕 超 江 波
( 京 化 工 大 学 机 电 J 程 学 院 , 京 10 2 ) 北 : 北 00 9
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