异向双螺杆
异向双螺杆S型元件混炼效果的数值研究
刘湘河 ， 彭涛 ， 马永寿
［ １ ． 泰克 国际贸易 （ 天津 ） 有 限公司 ， 天津 ３ ０ ０ ２ ０ ３； ２ ． 天华化工机械及 自动化研究设计院有 限公司 ， 兰州 ７ ３ ０ ０ ６ ０ ］
摘要： 使用 Ｐ ｏ ｌ ｙ ｌ ｆ ｏ ｗ 软件 ， 数 值模拟 了高 密度 聚 乙烯 （ Ｐ Ｅ ． ＨＤ ） ／ 炭黑熔体在 异向双螺杆挤 出机流道 内的流动 ， 数 值 计算 了不 同 ｓ型元件 流道 内熔体的三 维等 温流场 ， 采 用粒子 示踪 分析 法 （ Ｐ Ｔ Ａ） 分析 了不 同 Ｓ型元件 流道 内粒子的
元件 的 １ ． ２倍 ， 但 是 其 拉 伸 能 力不 如 错 列 式装 配 的元 件 。 三 种 元件 中 ， 部 分 啮 合 元 件 的 分散 混合 性 能 最佳 。 关键词 ： 异 向 旋转 ； 螺杆元件 ； 混炼效果 ； 数 值 分 析 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｑ３ １ ５ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ １ — ３ ５ ３ ９ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ４ — ０ ０ ５ １ － ０ ５
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ： Ｔ ｈ ｅ ｌ ｆ ｏ ｗ ｏ ｆ ｈ ｉ ｇ ｈ ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ ｐ ｏ １ ｙ ｅ ｔ ｈ ｙ １ ｅ ｎ ｅ （ Ｐ Ｅ — Ｈ Ｄ） ／ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｂ ｌ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｃ ｈ ａ ｎ ｎ ｅ ｌ ｏ ｆ ｓ ｃ ｒ ｅ ｗ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｃ ｏ ｕ ｎ ｔ ｅ ｒ － ｒ ｏ ｔ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ
ｄ ｉ ｆｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｋ ｉ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ Ｓ － ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｗａ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ． Ｔｈ ｅ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｓ ｃ ｒ ｅ ｗ ｍｅ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ａ ｎ ｄ ａ ｓ ｓ ｅ ｍｂ ｌ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｎ ｍｉ ｘ ｉ ｎ ｇ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｍ ａ ｒ ｎ ｃ ｅ ｗｅ ｒ ｅ
异向双螺杆挤出机工作原理
异向双螺杆挤出机工作原理
整个挤出过程分为几个阶段：进料、均化、熔化、挤出和冷却。
进料阶段：
在进料阶段，塑料颗粒通过进料口进入螺杆筒。
螺杆的旋转推进将颗粒向前移动，并且随着颗粒层加厚，形成了一定的压力。
这个压力将促使塑料进入下一个阶段。
均化阶段：
在均化阶段，塑料颗粒在螺杆的良好混合下变得均匀。
这是通过螺杆的设计和转速控制实现的，螺杆螺纹槽的深浅、螺距的变化和螺纹槽的数量等因素都会影响颗粒的混合程度。
熔化阶段：
在熔化阶段，高温的加热器将螺杆筒加热到可熔化塑料的温度。
在高温下，塑料颗粒会逐渐熔化，并与螺杆和挤出筒壁发生摩擦。
熔化的塑料将通过螺杆的螺纹槽被迫向前推进。
挤出阶段：
在螺杆的推动下，熔化的塑料将被压入机筒尾端的模具中。
模具具有所需的形状和尺寸，将塑料挤出成型。
在这个阶段，对螺杆的转速、温度和压力进行精确的控制，以确保挤出物的质量和形状。
冷却阶段：
在挤出阶段后，挤出物进入冷却区域进行冷却。
这通常是通过水冷却或气体冷却来完成。
冷却过程可以将挤出物固化为最终的形状，并确保其持续保持稳定。
总之，异向双螺杆挤出机通过旋转和差分驱动的方式将塑料熔化、均匀混合，并将熔融的塑料挤出到模具中形成所需的产品形状。
其工作原理简单高效，因此得到广泛应用于各种领域的塑料加工过程中。
双螺杆挤出机工作原理(新)
产生反压力，即螺杆分离力。
双螺杆挤出机的工作原理 （1）异向双螺杆对物料的输送 机理 ⑤ 两螺杆间存在间隙，两螺杆产生分离力更大。
双螺杆挤出机的工作原理
压缩段
（1）异向双螺杆对物料的输送机理 ⑥ 异向双螺杆挤出机的设计及操作特点 两螺杆主要设计成螺纹式： 有正向螺纹、反向螺纹和特种螺纹之安排
两螺杆之间的间隙：
双螺杆挤出机的工作原理 ⑥ 异向双螺杆挤出机的设计及操作特点 加强压缩：
因为固体输送段螺槽未充满，所以要加强压缩，有利于传
热，加速熔融，更好排气。 压缩方式： 改变螺纹导程、螺棱宽度、螺杆外径、螺杆根径、设置反 向螺纹等。
双螺杆挤出机的工作原理 （2）同向双螺杆对物料的输送机理 结构（与异向转动双螺杆相比）： 相同点：在啮合区，螺棱插入螺槽形成“C”形室 不同点：“C”形室不封闭，两个螺杆间有一个连
双螺杆挤出机的工作原理 ② 输送特点 I. 优点 c. 自洁性好 单螺杆：在螺槽后面易滞料（PVC、PVDC易分解）
无自洁性
双螺杆：在啮合处有速度差，相互擦离，防止滞料 同向：Vr=V1b+V2s（自洁性更强） 异向：Vr=V1b- V2s
双螺杆挤出机的工作原理 ② 输送特点 I. 优点 d. 物料停留时间短而均匀 单螺杆：有Qd、QP、QL，各处速度不同，
双螺杆挤出机的工作原理
(2) 混合混炼元件
沟槽式混合元件 开设垂直于螺棱的沟槽，起到回混作用。
双螺杆挤出机的工作原理
捏 合 盘
偏心圆形 混合比较难 以混合的物 料。 菱形 剪切不强烈， 适用于剪敏性 的物料 曲边三角形 剪切强烈，适
用于能承受剪
切的物料
双螺杆挤出机的工作原理
菱 形 捏 合 盘 装 配 图
1.双螺杆的结构与工作原理
异向双螺杆挤出机的特点
定量加料
控制物料的塑化情况
加设排气口
纵向气体导通向料斗方向排气、从排气口排出
加强压缩
改变螺纹导程、螺棱宽度、螺杆外径、螺杆根径、 设置反向螺纹等
啮合同向旋转双螺杆挤出机的工作原理
啮合型同向双螺杆的物料流动
啮合型同向双螺杆的纵向必须开放，否 则，螺杆会发生干涉而不能啮合。
开放的矩形螺槽双螺杆的物料流向
增加混合作用 剪切作用加大
为了提高混合效果，加长停留时 间，应将两螺杆之间有物料交换 部分嚙合、纵向皆开放的。
双螺杆挤出机的工作原理
纵向皆开放、部分嚙合的两螺杆之间的 物料交换速度分布和压力分布。
异向双螺杆挤出机的特点
两螺杆之间的间隙
间隙越小，剪切速率越大，但通过量越 少，混合效果差。
实际上，由于存在间隙，漏流使 产量不能达到理论产量。
双螺杆挤出机的工作原理
异向旋转啮合双螺杆啮合处的相对线速度
VrA＝2π ·n (Rb-Rs) VrA A室的体积 Rb-螺杆外半径 Rs –螺杆内半径
B点处，VrA和 VrB V数值不等，方向相同。 O点处，Vro＝0
具有良好的自洁性
双螺杆挤出机的工作原理
结 束
纵向开放、横向 封闭的输送元件， 具有较强的输送 能力，但混合作 用差。
双螺杆挤出机中的功能元件
压缩元件
螺槽为等深变矩，螺棱 宽度由薄变厚，螺槽容 积变小。
螺槽为等深变矩， 螺矩连续变小，起 到压缩作用。
双螺杆挤出机中的功能元件
混合混炼元件
沟槽式混合元件 开设垂直于螺棱的沟槽，起到回混作用。
双螺杆挤出机中的功能元件
平行啮合异向双螺杆挤出机结构特点
平行啮合异向双螺杆挤出机结构特点下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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双螺杆挤出机分类及工作原理
双螺杆挤出机分类及工作原理双螺杆挤出机可以从啮合与否、旋转方向是同向还是异向，螺杆轴线是否平行平行双螺轴线是否平行（1）、啮合型同向双螺杆挤出机：由于同向旋转双螺杆在啮合处的速度相反，一根螺杆要把物料拉入啮合间隙，而另一根螺杆把物料从间隙中推出，结果使物料从一根螺杆转到另一根螺杆，呈“∞”形前进。
由于啮合区间隙很小，啮合处螺纹和螺槽的速度方向相反，因此具有很高的剪切速度，有很好的自洁作用，即能刮去粘附在螺杆上的任何积料，从而使物料的停留时间很短，所以啮合型同向双螺杆挤出机主要多用于混炼和造粒。
（2）、啮合型异向旋转双螺杆挤出机在啮合异向旋转双螺杆挤出机中，两根螺杆是对称的，由于旋转方向不同，一根螺杆上物料螺旋前进的道路被另一根螺杆的螺棱堵死，不能形成“∞”字型运动。
在固体输送部分，物料是近似的密闭“C”形小室的形态向前输送。
但设计中将一根螺杆的外径与另一根螺杆的根径之间留有一定的间隙量，以便使物料能够通过。
物料通过两螺杆之间的径向间隙时，受到强烈的剪切、搅拌和压延作用，因此物料塑化较好，同时它靠逐渐减小螺距来获得压缩比，多用于加工制品。
（3）、非啮合异向旋转双螺杆挤出机：应用比啮合型少，其工作机理不同于啮合型，但类似于单螺杆挤出机，即靠摩擦、粘性拖曳输送物料。
物料除了向机头方向运动外，还有多种流动形式，见图：由于两根螺杆不啮合，之间径向间隙较大，存在有较大的漏流1；由于两螺杆螺棱的相对位臵是错开的,即一根螺杆的推力面的物料压力大于另一根螺杆拖曳面的物料压力，从而产生流动2，即物料从压力较高的螺杆推力面向另一根螺杆拖曳面的流动；同时随螺杆旋转物料在A处受到阻碍，产生流动3以及其他多种流动形式，所以在混料、排气、脱挥等方面有一定的应用。
（4）锥形双螺杆挤出机与平行啮合异向旋转双螺杆挤出机相比，由两螺杆及机筒形成的一系列C形室的体积由加料段至出料段逐渐减小，在加料段可以加入体积较大的粉状物料，随着螺杆变小，物料得到压缩，熔融。
双螺杆挤出机原理
双螺杆挤出机原理双螺杆挤出机原理同向旋转双螺杆挤出机同向旋转双螺杆挤出机的两根螺杆的旋转方向相同,它有两种可能，即顺时针和逆时针旋转.但从目前流行的情况看，多为顺时针旋转的情况，螺杆螺纹必为右旋。
从螺杆外形看，两根螺杆完全相同，螺纹方向一致。
异向旋转双螺杆挤出机异向旋转双螺杆挤出机的两根螺杆旋转方向相反。
它可能有向内旋转和向外旋转两种情况。
对啮合异向旋转双螺杆挤出机来说,目前向内旋转的情况较少。
这是因为，对于加料段来说，如果此段螺纹不是全啮合、不是纵横向皆封闭,当物料自加料口加人螺杆后，在两根螺杆的旋转带动下，物料会首先进人啮合区的两根螺杆的径向间隙之间，并在两螺杆上方形成料堆，从而减少了可以利用的螺槽的自由空间，影响螺杆接受来自加料器物料的能力，不利于将螺槽尽快充满和物料向前输送，即加料性能不好，还易形成架桥。
另外，进人两螺杆径向间隙的物料有一种将两根螺杆分开的力，将两根螺杆向两侧压向机筒壁,从而加快了螺杆和机筒的磨损。
向外旋转则无上述缺点,当物料落到螺杆上后，物料在两根螺杆的带动下，很快向两边分开,充满螺槽，向前输送，且很快与热机筒接触，吸收热量，有助于将物料加热、熔融。
从外形上看,异向旋转的两根螺杆螺纹方向相反，一为左旋，一为右旋，两者对称.但非啮合异向旋转双螺杆挤出机的两螺杆则是向内旋转.关于两根螺杆在机筒中的放置及物料输送方向的判定:啮合同向双螺杆因两根螺杆完全一样，其物料输送方向的判断与单螺杆相同;异向旋转双螺杆的安放位置、旋转方向和物料输送方向密切相关，其判断方法是：由加料口向机头方向看去，如果两螺杆向外旋转，则在右方的螺杆应为左旋螺纹，顺时针旋转，在左方的螺杆应为右旋螺纹，逆时针旋转。
啮合异向旋转双螺杆两根螺杆的位置不能放错,否则加不进物料，螺杆会向口模方向移动，顶在口模上，造成螺杆损坏。
螺杆的作用和使用异向双弯螺杆的目的
1、螺杆的作用和使用异向双弯螺杆的目的？螺杆作为一种井下动力钻具，有直螺杆、单弯螺杆、同向双弯螺杆、异向双弯螺杆，异向双弯螺杆属于微增斜钻具，其增斜效果同双弯度数之差的单弯螺杆的造斜率相同，但是单弯螺杆转盘钻具有增作用，而异向双弯螺杆转盘钻却能起到稳斜的理想效果。
对于双弯螺杆的标识如1×1。
25是从上往下说的，即1。
25是靠近钻头一端的弯度；螺杆下方有旁通阀，若泥浆太脏，容易失效，造成提钻喷泥浆。
在使用螺杆时，存在着反扭角，即在对螺杆加压时，工具面要向反时针扭转，所以在加压前先把工具面向顺时针转动一个角度，以便在加压时，工具面摆在所需要的位置，在钻进过程中，钻压越大，工具面反时针回得越多，钻压月小，回得越少；在加压钻进过程中把工具面往前或后赶，使工具面达到需要的角度；对于摆工具面，双弯较死，要难摆些，单弯较活，好摆到位，但易跑；钻压越大，反扭角越大，并注意不能压死，压得越死，泵压越高。
2 MBHW01井实钻钻具组合控制效果总结216钻头+430×4A0+159短钻铤( ？)+214扶正器+……增斜 2.2-2.83º/30m 0m增斜 2.7º/30m 2m增斜。
1.06º/30m 2．53m稳斜 0-0.31º/30m 3．03m稳斜 0º/30m 3．53m降斜 -0.63º/30m 4．03m注：以上都是单井的的经验数据。
3 MWD仪器的结构及工作原理MWD仪器由脉冲发生器总承、伽玛探管、电池筒、定向探管、打捞头用扶正器连接组成。
工作原理为：无线随钻MWD测量工具在下井前，通过电脑给予测斜探管设置工作模式，然后下井，由于不同的井深，其井斜和方位变化范围不同，MWD测量探管随时接收不同井段地层的井斜方位，并把它储存在探管芯片里，根据MWD测斜探管的工作模式，间隔几十秒钟给脉冲发生器发送一组电信号，通过此电信号控制脉冲发生器内的电磁阀的吸、合开、关，而转变为脉冲发生器轴向的间歇机械转动，由于转子和定字的相对间歇开关转动改变了泥浆在此处的过流面积，而产生压力降，随着转子的不停间歇转动，出现不停的间歇过流面积的变化，产生泥浆压差的变化，从而形成了类似正弦波的压力波，此压力波通过钻具内泥浆为媒介，传到地面高压立管处接的压力传感器上，再通过压力传感器把此压力波信号再转换为电信号，通过数据处理系统，解释成我们能够看懂的阿拉伯数字，显示在显示屏上，这样工程师就可以随时掌握井眼轨迹的变化情况。
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挤出过程参数的计算
2、异向（反向）双螺杆的特性：
（1）输送作用：反向旋转全啮合的双螺杆具有正位移的强制输送作 用，反向旋转全啮合的双螺杆，物料在其中的输送情况与齿轮泵相 似，因此可以产生很高的机头压力。 （2）混合作用：是通过同时旋转在两根螺杆在啮合区内的物料在速 度差或改变料流方向实现的。 （3）自洁作用：对于反向旋转的螺旋杆，因在结合处，一根的螺棱 与另一根的螺槽之间有速度差，这一速度差就使两根螺杆相互剥离 附在螺杆上的物料，使螺杆得到自洁。 （4）压延作用：对于向内反向旋转的双螺旋杆挤出机加料时，在重 力、摩擦力及螺棱与螺杆的作用下，物料较容易带入啮合间隙。在 啮合区中，物料受到螺棱与螺杆间的研磨及滚压作用，该作用类似 于压延机上的压延，所以称双螺杆具有“压延效应”。 （5）节能特性：双螺杆挤出机的螺杆转速较低，螺杆的传动功率及 料筒的加热功率均较低，这说明双螺杆挤出机的功率利用效率高， 具有节能特性。
三、杆挤出机的另一大类：它包 括平行的和锥形的两种。平行的又有低速运转性和高速运 转型。 1、平行异向双螺杆挤出机（低速运转型10~50r/min）： 主要用来加工RPVC、造粒或挤出型材。 2、平行异向双螺杆挤出机（高速运转型200~300r/min）： 主要用于混合、制备高填充物、高分子合金、反应挤出等， 还可以生产色母粒料。 3、锥形双螺杆挤出机：主要用于加工RPVC制品，如管、 板以及异型材的加工，或者用于混合造粒。
物料的输送过程
挤出过程中,下啮合区的螺槽基本充满，而上啮合区的螺槽充满 度很低。其原因在于，啮合异向双螺杆挤出机中物料主要依靠正位 移机理输送，此时整个骤槽为部分充满。上啮合区中的物料被往外 旋转的螺杆带入井堆积到下啮合区，下啮合区中的物料主要沿螺扦 轴向作正位移输送，但有少部分物料通过两根螺杆间的侧间隙进入 上啮合区，或通过机筒与螺杆的径向间隙进入上游的C形室。
异向双螺杆
异向双螺杆
一、异向双螺杆的分类、结构及主要参数 二、异向双螺杆的工作原理及特性 三、异向双螺杆挤出机适用范围
一、异向双螺杆的分类和结构
1)根据啮合形式分为啮合与非啮合型双螺杆挤出机。 2) 根据两根螺杆的轴线相交或是平行分为平行双螺杆挤 出机和锥形双螺杆挤出机： 3) 根据啮合区是开放还是封闭分为纵向开放或封闭、横 向开放或封闭等几种情况。 4）根据旋转的方向分为向内旋转和向外旋转两种。
二、异向双螺杆的工作原理及特性
1、原理：在啮合异向旋转双螺杆 挤出机中，两根螺杆是对称的，由 于旋转方向不同，一根螺杆上物料 螺旋前进的道路被另一根螺杆的螺 棱堵死，不能形成“∞”字型运动。 在固体输送部分，物料是近似的密 闭“C”形小室的形态向前输送。但 设计中将一根螺杆的外径与另一根 螺杆的根径之间留有一定的间隙量， 以便使物料能够通过。 物料通过两 螺杆之间的径向间隙时，受到强烈 的剪切、搅拌和压延作用，因此物 料塑化较好，同时它靠逐渐减小螺 距来获得压缩比,多用于加工制品。
2、异向双螺杆结构：
1）从结构形式上可分为整体式和组合式两种。 整体式双螺杆：螺杆是由整根材料做成的。 组合式双螺杆：是由不同数目、具有不同功能的螺杆 元件，按照一定的要求和顺序，安装到带有导键或者 六角形芯轴上组合而成的。
3、双螺杆挤出机的主要参数： 、双螺杆挤出机的主要参数：
1)螺杆直径：指螺杆外径，单位mm。对于变化的直径或锥形双螺 杆来说，这是一个变值，应当指明是哪一端直径。双螺杆挤出机的 螺杆直径为28~340mm。直径越大，表征设备的挤出量越大。 2)螺杆长径比：指螺杆的有效长度与螺杆外径之比。对于整体式双 螺杆，长径比是固定的，一般为7~18；对于组合式双螺杆，长径比 是可变的，有的甚至可达36：1。 3)驱动功率：指驱动螺杆的电动机功率，单位kW。 4)螺杆承受的扭矩：双螺杆挤出机承受的扭矩载荷较大。为表征其 承载能力和保护挤出机安全运转，一般在其规格参数中要列出螺杆 所能承受的最大扭矩，工作时不能超过。单位公斤.米。 5)推力轴承的承载能力：推力轴承在双螺杆挤出机中是个重要部件， 一般在产品规格说明中都会给出这个指标。 6)螺杆转数范围：nmin~nmax，nmin是最低转数，nmax是最高转 数。 7)加热功率和加热段数：加热功率的单位是kW。 8)产量：单位是kg/h。