聚丙烯发泡挤出机的设计.pdf

石油和化工设备
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2014年第17卷
聚丙烯发泡挤出机的设计
曾天忠,张国强
(天华化工机械及自动化研究设计院有限公司,甘肃兰州730060)
[摘要]针对聚丙烯水发泡的エ艺特点,介绍了同向双螺杆一单螺杆挤出机的设计,重点介绍了主要零部件的结构设计
[关键词】聚丙烯;水发泡;同向双螺杄挤出机;单螺杄挤出机;设计
聚丙烯发泡材料具有绝缘性、耐油性、耐化
同向双螺杄挤出机具有混合效果好、挤出稳
学药品性、易回收以及安全环保等特点,广泛应定等特点,但机头压力不能过高,低于15MPa
用于各行业叫。聚丙烯发泡材料的研发和生产已成单螺杆挤出机能承受30MPa的机头压力,但混合
为当前研究的热点。挤出机是聚丙烯发泡挤出过效果方面不如同向双螺杄挤出机。综上所述,笔
程中的重要设备。聚丙烯发泡材料的质量与挤出者将两者进行结合,组成同向双螺杆-单螺杆挤出
机的设计具有密切关系。本文根据聚丙烯水发泡机,见图1。它由同向双螺杆挤出机、双单螺杆
的工艺特点介绍聚丙烯发泡挤出机的设计。
连接体、单螺杄挤出机、机头组成。
1聚丙烯水发泡工艺
2聚丙烯水发泡挤出机设计要点
聚丙烯水发泡是将聚丙烯、发泡剂水、成核
与传统的同向双螺杄-单螺杄挤出机相比,用
剂、改性剂以及助剂等预混后,加入到挤出机里于聚丙烯水发泡的挤出机在挤出稳定性、气体密
发泡。挤出机需要完成的功能有:(1)物料的均匀封等方面有着很高的要求。设计要点如下:
混合:(2)挤出机机头要有足够的压力,以便压力2.1同向双螺杆挤出机的设计
释放产生气泡;(3)挤出稳定、压力波动小;(4)整
个过程无气体泄漏。
在这一工艺路线中,同向双螺杄挤出机需要
完成固体输送、熔融、混炼、熔体输送、稳定挤
出以及气体密封等功能。为此选用长径比L/D=40
的双螺杄挤出机,筒体分为10段,第一段为加料
机筒,其余为闭合筒体。图2为本机采用的螺杆组
合。该组合可以完成上述多项功能。气体密封是
关键点。同向双螺杄挤出机螺杄元件的螺槽是相
通的。发泡剂产生的气体可通过螺槽从加料口逸
出。为此,将固体输送段加长,物料到达第四、
五段筒体后才熔融,螺杆元件采用导程由大到小
的输送元件,保证固定物料压实。高速运转的螺
杆将物料和气体一起向前输送。同向双螺杆挤出
机上游配置体积式喂料机。体积式喂料机能实现
稳定加料,同向双螺杄挤出机就可实现稳定挤
出
1-加料口;2-同向双螺杆挤出机;3-双单螺杆连接体;
4-单螺杆挤出机;5-机头
作者简介:曾天忠(1980-),男,四川简阳人,本科,工程师。
在天华化工机械及自动化研究设计院有限公司工作。
图1同向双螺杄-单螺杄挤出机
第12期
曾天忠等聚丙烯发泡挤出机的设计
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固体輸送、气体送
熔、混
体输送、稳定挤出
图2同向双螺杆挤出机的螺杆组合
2.2特殊的双单螺杄连接结构设计
2.3单螺杆结构设计
为了保证经双螺杄头部挤出的熔融物料能够
物料在单螺杆挤出过程中需完成建压和稳定
稳定地进入单螺杆挤出机内,双-单螺杆连接结构挤出功能,要求单螺杆必须有合理的结构。常规
的设计十分关键。双-单螺杆连接体必须保证:的标准螺杆通常分为三段:喂料段、压缩段和计
(1)双-单螺杆连接体没有空腔,否则物料或气体量段的。本次设计在此基础上做了以下几方面的
停留,影响稳定挤出;(2)流道光滑、无死角:(3)改进:(1)将螺杆与筒体的间隙设计改小,以保证
气体密封好。常规单螺杆挤出机的进料口位于第无漏料;(2)螺杆压缩比在15到1.8之间,保证螺槽
节筒体的正上方。由于结构设计原因,同向双深度变化平缓,物料稳定挤出,螺槽内有足够的
螺杆挤出机的出料口到单螺杆进料口存在一段高压力;(3)在计量段增加了销钉,保证物料混合均
度。这样双-单螺杆连接体就会有空腔。笔者将单匀;(4)增加螺杆尾部密封。图4为单螺杆尾部密封
螺杄进料方式改为侧向进料。图3为双一单螺杆连
图。螺杆旋转输送物料,在其旋转的部位,带压
接结构图。改进后的单螺杆挤出机的进料口位于的气体容易逸出,影响聚丙烯的发泡效果。为此
第一节筒体的侧面。同向双螺杆挤出机水平安装在单螺杄尾部密封增加了盘根密封。压紧的盘根
于单螺杆挤出机一侧。同向双螺杄挤出机的两根能保证气体不能逸出。弹簧能保证盘根被压实。
螺杆深入到单螺杄挤出机筒体内。双螺杆头部与
单螺杄距离很短,保证物料或气体无法停留。双
螺杄流道直接连通单螺杆。整个流道光滑,无死
角。双-单螺杆连接体端面的密封垫片材料选用铝
片。铝片既耐高温,又能保证气体密封
「1
1-同向双螺杄挤出机末端筒体;2-双螺杆;3-密封垫片;
1-单螺杆挤出机筒体;2-单螺杆;3-盘根;4-弹簧
4-单螺杄挤出机筒体;5-单螺杆
5-压板
图3双单螺杆连接结构图
4单螺杆尾部密封图