7统来说,他建议利用两阶双螺杆混合装置,一台作为混合器,另一台用于排料。用这种方法可以实现极好的温度控制。Collins和Kraus(1973)讨论了利用双螺杆挤出机代替串联的单螺杆挤出机装置来挤出泡沫聚苯乙烯。泡沫挤出所需的特殊要求,即化聚合物,将发泡剂分散和混合到已熔聚合物中并使混合物冷却,可以在直径为150mm(5.9in)的一台双螺杆挤出机上完成,而代替串联在一起的直径为110mm和150mm的两台单螺杆挤出机。用双螺杆挤出机的特点是占地面积可减少一半,驱动功率大约只有单螺杆串联装置所需总功率的三分之一,且不要平衡螺杆速度,因为只涉及到一台机器。在准备这种型式的文献书刊目录时,必须注意在各种论文之间可能发生的混淆。至少有三篇来自不同作者的带有下述非常类似标题的论文:“单螺杆挤出机与双螺杆挤出机”(Campbe!l,1972),“双螺杆挤出机与单螺杆挤出机(Street,1969),"双螺杆与单螺杆挤出"(Adams,1972)。另外两位作者报导了“何时和为什么应用双螺杆挤出机”Prause,1967)和“何处和为什么应用双螺杆挤出机”(Mack,1971).在不同程度上是定性论文的领域中,有一些有价值的论文,它们对双螺杆挤出机的结构作了很好的介绍。例如Mar-telli(1971)的论文。已经发表的论文比较了儿家双螺杆制造厂家的各种几何结构的双螺杆挤出机(Schutz,1962,Prause,1968,Selbach,1962Maller,1969和Sta-siek,1973)。Peek(1974)讨论了双螺杆挤出机在加工聚氯乙烯中的应用。这篇文章最有意义的部分是关于新的口模设计的描23PDF文件使用“pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
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述,特别是对用于双螺杆挤出机的新的口模设计的描述,由于双螺杆挤出机中离开螺杆的物料温度比较均匀,故可以应用较大的压缩比和较长的口模定型长度。他断言,由于较大的压缩比产生的摩擦热有助于熔合通过机头分流器部分的一些聚氮乙烯熔体流束。随着较长的口模定型段,分流痕及其对制品的削弱作用被消除了。Schutz(1962)的观点专门集中在机械方面.他的论文主要涉及到轴承:这是很自然的,因为这篇论文在1962年发表,当时轴承和齿轮箱的问题很严重,限制了双螺杆挤出机的发展。当Prause(1968)报导对这些间题或多或少地得到了解决后,也还有对轴承和齿轮箱的讨论。在Praulse那篇论文中,他把螺杆分为四种基本型式:小几何压缩比或没有几何压缩比的“低工作”螺杆:几何压缩比在1.5~2之间的“标准”螺杆;几何压缩比超过2的“高剪切”螺杆及“排气”螺杆(这是一种多段螺杆)。1962年(Selbach,1962)在另一篇论文中也讨论了轴承设计问题。为避免在口模处有大的压力波动,文章建议利用多头螺纹的螺杆,目的是延长轴承的寿命。Muller(1969)也比较了几种螺杆装置,建议采用两台串联在一起的双螺杆挤出机,一台用于熔融,一台用来建立压力。第一台挤出机螺杆的螺槽必须切得深些,螺距短些,在高转速下工作,第二台挤出机的螺槽必须切得浅些,螺距大些,在低转速下工作。I1.5结论很清楚,双螺杆挤出技术仍然是技艺多手科学,虽然这种机器的发展几乎50年以前就开始了,但只发表了少量关于24PDF文件使用“pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
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加工现象方面的定量研究报告。文献表明,在定性和定量论文之间有明显差别。定性论文的推断比定量论文能作的证明要多。虽然已经对双螺杆挤出机进行了某些研究,但个广阔的领域仍然未勘探过。对停留时间分布必须给以进一步的注意。很多定性论文断言双螺杆挤出机比单螺杆挤出机有一个比较窄的停留时间分布范围。但是这种经常被重复的论述正如上面指出的那样不可能是普遍正确的。很清楚,必须仔细比较单螺杆挤出机和双螺杆挤出机在实际工作条件下的测示结果。缺乏对双螺杆挤出机中温度分布的精确测示,在现今也是一个值得注意的差距。这方面的数据能导致种热传递过程模型,面现时完全缺乏这种模型。在获得放大的理论基础之前,这种模型是必需的。其必需性可由在操作大单螺杆挤出机中所经历到的困难来很好地说明。对传热过程的了解也能为将双螺杆挤出机应用到化学反应工程技术中去提供一种指导,这种反应技术似乎是一个有吸引力的待开发领域。25PDF文件使用“pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
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第三章#基本计算III.1螺杆几何学在详细研究双螺杆挤出机的漏流之前,讨论为使两根螺杆彼此配合在一起而对螺杆儿何学所提出的要求似乎是合理的。这些要求对异向回转和同向回转的螺杆是不同的。对异向回转的双螺杆,一根螺杆是左旋螺纹,另一根螺杆是右旋螺纹。两根螺杆应当这样回转:它们在两根螺杆交叉区上方应分离,而在下方应汇合。我们注意到,在从料斗到口模这一方向上,右边一根螺杆有一条左螺纹,顺时针回转,而左边一根螺杆有一条右螺纹,逆时针回转。选择挤出机的回转方向可以得到良好的充料特性,因为来自料斗的物料靠螺杆的回转通过金部腔室而进行分布。双螺杆挤出机在同向回转的情况下,不是两根左旋螺纹的螺杆顺时针方向回转,就是两根右旋螺纹的螺杆逆时针方向回转,两根螺杆配合的计算基础是决定螺纹侧面上相对点间的最小间隙(平行于螺杆轴线的方向上)(例如图.1)。如果两根螺杆相互配合而没有咬住的话,自然这个间隙必定总是正的。螺纹侧面上任一点的轴向坐标一方面由螺杆的螺距S,角β的坐标决定,另一方面由螺杆侧面角和半径的坐标决定。对一根螺杆来说,仅由螺距引起的轴向位移是1(βBS)E.-(1.1)2式中,β在螺杆回转方向上取正值(图.2)。这种表达式适于矩形螺纹(即螺纹壁面角为零度)。当讨论梯形螺纹(即26PDF文件使用"pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
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图Ⅲ.1啮合区中螺纹之间的轴向距离(异向回转)图Ⅱ,2螺杆儿何形状和坐标螺根部是平的,螺纹侧面角不变)时(如图I.3),由螺纹壁面角决定的距离分量可以用径向坐标表示。这一距离可形象化为“无螺距螺杆”(即一连串互柑啮含的盘)(如图1,4)。对于右边的螺杆来说,轴向位移为,27PDF文件使用“pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
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