叶片与单螺杆组合挤出机固体输送特性研究

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传统的单螺杆挤出成型中,物料的输送主要依靠物料与机筒之间的摩擦力来实现物料的向前输送,这容易出现物料打滑而降低输送效率和产量、增大能耗等的问题。基于提高产量和降低能耗的考量,本文采用华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心自行研制的叶片与单螺杆组合挤出机进行挤出产量和挤出功率的研究。该叶片与单螺杆组合挤出机摆脱了传统单螺杆挤出机靠摩擦力来实现物料输送的缺点,改用强制输送特性来提高固体输送能力,具有物料压实度高,挤出产量大,压力波动小,能耗低等优点。 本文针对叶片与单螺杆组合挤出机的工作原理,首次建立了叶片输送单元固体输送的物理模型和数学理论公式,结合必要的基本假设、实际结构参数以及HDPE的物理技术数据进行理论计算,求解出了挤出产量和挤出功率,并分析了转速、机头压力等成型条件和偏心距、叶片宽度、泵体内壁半径等结构参数对挤出产量的影响。 采用叶片与单螺杆组合挤出机并通过调节机头压力来模拟实际挤出压力以及改变转速来进行挤出实验。对实验结果进行处理,分析转速和机头压力对挤出产量、挤出功率和挤出单耗的影响,并结合理论计算结果进行数据分析。 研究表明:叶片输送单元具有理想的固体输送特性,输送能力好,生产稳定性佳,压力波动小,较小的单耗,达到节能的目的。转子转速、机头压力、偏心距、叶片宽度、泵体内壁半径等是影响强制输送特性的主要因素。其中,控制叶片输送单元的泵体温度有助于降低挤出机的挤出单耗。在考虑泵体内壁半径对挤出产量的影响时,必须同时考虑偏心距的因素。
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