沟槽机筒单螺杆挤出机挤出特性的研究

通过将机筒开设的螺旋沟槽由固体输送段延伸至熔融段,利用挤出机熔融段反压缩比设计的螺杆螺槽和正压缩比设计的机筒沟槽组成的强剪切系统实现物料的快速熔融,并设计了三种不同结构类型的机筒和螺杆结构,组成不同类型的挤压系统,在产量、功率能耗、停留时间、塑化效率等方面进行了对比实验研究。

沟槽机筒单螺杆挤出机塑化特性的实验研究

采用剖分式机筒单螺杆挤出机实验平台,对熔融段沟槽机筒单螺杆挤出机塑化过程中熔融起始点、熔融长度、熔体温度/压力等塑化性能及产量进行了实验研究,比较了不同物料在不同工艺条件下对沟槽机筒单螺杆挤出机塑化特性的影响。结果表明,增大螺杆转速或提高机筒温度,塑化过程实际所需熔融长度增加,但对熔融起始点影响不大;熔融段机筒沟槽内熔体温度和熔体压力随螺杆转速增大无明显变化;随螺杆转速增大,沟槽机筒单螺杆挤出机挤出产量呈线性增加,表现出良好的挤出特性。

沟槽机筒单螺杆挤出机耦合双槽熔融理论研究

利用自制的液压剖分式沟槽机筒单螺杆挤出机实验平台,研究了沟槽机简单螺杆挤出机的熔融长度和螺杆转速的关系,实验验证了单螺杆挤出机固体输送段和熔融段机筒均开设沟槽的耦合双槽熔融理论。结果表明,与传统光滑机筒单螺杆挤出机和IKV单螺杆挤出机相比,在熔融段机筒开设沟槽的单螺杆挤出机的熔融长度较短且熔融过程比较稳定,熔融效率得到较大提高。

沟槽机筒单螺杆挤出机固体输送产量的粒径模型研究

在分析机筒衬套沟槽槽深、螺杆螺槽槽深和加工物料粒径关系的基础上,建立了沟槽机筒单螺杆挤出机3种常见的固体输送段产量粒径模型,该模型可用于研究机筒衬套沟槽槽深、螺杆螺槽槽深和颗粒物料粒径对固体输送机理的影响并定量计算沟槽机筒单螺杆挤出机固体输送段产量。此外,通过不同的机筒和螺杆组合及不同粒径的原料在自制的在线模拟试验机上对该模型进行了验证和试验分析。

沟槽机筒挤出机塑化特性的超声波表征

分析了制品超声波特征回波幅值和沟槽机筒挤出机塑化特性的关系,构建了基于超声波特征幅值衰减的评价方法,通过实验研究,探明了机筒结构和螺杆结构对沟槽机筒挤出机塑化特性的影响,并结合可视化实验研究对结果进行了验证。结果表明,在相同的螺杆结构条件下,压缩段沟槽机筒挤压系统加工的制品对超声波的衰减作用最小,即该挤压系统有较好的塑化效果;在相同的机筒结构条件下,随着螺杆压缩比增大,物料的塑化程度不断提高,且实验结果与可视化研究一致。

沟槽机简单螺杆挤出机塑化性能的模拟研究

对传统光滑机筒单螺杆挤出机、固体输送段沟槽机筒单螺杆挤出机和熔融段沟槽机筒单螺杆挤出机的结构特点、输送机理、熔融热源以及熔融模型进行了对比分析,并对其熔融过程中熔融速率、熔融长度和熔融起始点进行了数值模拟,根据模拟结果分析了机筒结构形式对单螺杆挤出机熔融性能的影响。结果表明,机筒内壁开设沟槽的单螺杆挤出机在结构、机理和性能等方面均优于传统光滑机筒单螺杆挤出机,且将机筒沟槽由固体输送段延伸至熔融段对单螺杆挤出机的熔融性能有显著的提高。

机筒沟槽和螺杆螺槽耦合作用下的熔融理论研究

对固体输送段和熔融段机筒开设螺旋沟槽的单螺杆挤出机,构建了基于反压缩比分离型螺杆和正压缩比沟槽机筒的耦合双槽熔融模型,并通过液压剖分式单螺杆挤出机实验平台对耦合双槽熔融模型进行了验证。结果表明:对于沟槽机筒单螺杆挤出机,利用熔融段沟槽固体塞和螺杆螺槽固体塞在机筒沟槽和螺杆螺槽界面处发生层间剪切产生的大量内摩擦热来实现物料的高效熔融是可行的;实验结果和理论模型相一致;螺杆转速对熔融长度影响不大,而螺杆结构参数则对其影响较大。