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论三螺杆挤出机的蜜炼分散功能

发布日期:2013-07-11

论三螺杆挤出机的蜜炼分散功能 
 
北京中兴新创塑料机械制造有限公司 许维中
 

 
       人们对三螺杆挤出机的设想至少已有几十年的历史,直到2005年8月第一台倒品字形三螺杆塑胶挤出机才突破技术壁垒在北京中兴新创塑料机械制造有限公司问世。两年来它经过了各种条件下的考核,证明它具有非常独特的塑化分散功能。一台这样的三螺杆挤出机强过于一台密炼机和一台双螺杆挤出机的组合。其关键部分齿轮箱运转平稳安全可靠,每根轴的扭矩达600N-M是生产高档塑胶产品的理想设备。如生产低烟无卤阻燃电缆料氢氧化镁填充量可达70%,碳黑母料N330或N220碳黑含量可达55%以上PE或PP母料碳酸钙填充量可达85%以上,由于分散均匀颗粒强度远胜于双螺杆挤出机的造粒效果。
为什么这种三螺杆挤出机具有如此强大的塑化分散功能呢?这是因为呈等边三角形排列的三根螺杆在中心区间形成了一个闭合空间,由于螺纹元件是三个头的,当螺杆转动一周时,在螺杆的任一截面,中心区间的面积将由小变大变化三次,如0°时区间面积最小(见图一)旋转60°时变为最大(见图二),之后又逐渐变小到120°时回到最小,如此循环,如螺杆长颈比为30,当螺杆转速为500转/分钟时,每分钟的变化次数为30×3×500=45000次,即45000次压力脉动。敞开机头可以看到物料呈直径15毫米左右的小球状(似糖葫芦)连续挤出。
显而易见,双螺杆只有一个啮合点,三螺杆有三个啮合点,仅就此而言,一台三螺杆挤出机相当于三台双螺杆挤出机,物料在啮合点处受到双倍圆周速度的强烈剪切,加上加热器加热物料将很快塑化。实践证明以PP为例。在距螺纹起始点500毫米(相当于8.3D)处就已完全塑化,此后熔化的物料将主要在中心区域流动被吸到中心区又被挤出,所以真空排气口不易冒料,可以放心的抽真空以提高产品质量。每次压缩比都达到43倍这就是密练分散功能强的原因所在。而剪切作用则基本消失,使得物料的分子链不会被剪断,这一点对许多物料而言是十分有益的。
如物料在机内停留20秒钟,将被强力密练分散15000次,试想什么样的物料组分能不被密练分散均匀呢?
密炼机的蜜炼过程没有压缩比,而该种三螺杆挤出机的密练过程带有强大的压缩比λ=43,即是强力密练。所以一台密练式三螺杆挤出机≥一台密练机+一台双螺杆挤出机的组合,是被实践充份证明了的。
该机生产50%碳黑(N330)母粒时产量250kg/小时,电流100安培产量是同规格双螺杆挤出机的1.5倍,且节电50%。

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