雙螺桿擠出機zui初產生于食品和塑料加工,近幾十年來,其應用的范圍不斷擴大,已擴展到橡膠、涂料、石油化纖、建材、紙漿、食品、飼料加工以及流體機械等領域。雙螺桿擠出機械的核心是雙螺桿機構。由于雙螺桿機構具有比單螺桿機構輸送、混合能力強、自潔性能好、效率高,比三螺桿及以上的多螺桿機構結構簡單的明顯優勢,所以得到廣泛應用。雙螺桿擠出機構按其螺桿軸線的位置可以分為平行和非平行兩類。由于平行雙螺桿機制造、安裝方便、成本較低,所以應用十分廣泛。本文主要討論平行雙螺桿機構的主要特點及其應用。

    雙螺桿擠出機

    雙螺桿擠出機系統的結構形式根據應用領域和運轉特性而各不相同。按轉向分為異向旋轉和同向旋轉,按嚙合形式分為嚙合型和非嚙合型,嚙合型中又分為*嚙合式和部分嚙合式。一根螺桿的螺棱象楔子一樣伸入到另一根螺桿的螺槽中,物料基本上不能由該螺槽繼續進入到鄰近的螺槽中去,而只能被迫地由一根螺桿的螺槽流到另一根螺桿的螺槽中去。由于螺桿繼續轉動而反復強迫物料轉向,結果使物料受到較好的剪切混合作用,這種結構具有很好的自潔能力。

    在幾何上,在嚙合區螺槽在橫向是封閉的,也可以是開放的,但縱向不能封閉,否則會發生干涉。即必須將螺槽寬度設計得大于螺棱寬度,路被另一根螺桿堵死。物料在螺紋推動下,通過各部分間隙而做圓周運動,同時也做軸向運動。物料通過螺桿之間的徑向隙時猶如物料通過輥的輥隙,受到強烈的剪切攪拌作用。由于雙螺桿機構*的結構和工作原理,具有擠壓輸送、混合或切割、反應、擠出成型等多種功能。可以做成密閉式的具有料封作用,還可以向有壓力的地方送料,便于在任何位置上加料或者卸料;又因可以將其殼體和旋轉軸做成水冷結構,故亦可用于高溫場合下的物料輸送等。各種機構在性能和應用范圍上存在一同向旋轉的雙螺桿,螺棱和螺槽的速度方向相反,相對速度比反向旋轉的大,因而對嚙合區物料的剪切速度、剪切力也大,混練效果比反向旋轉的雙螺桿好。同向雙螺桿擠壓機在螺旋嚙合處沒有形成壓力,沒有高剪切區,螺桿和筒體的磨損較低,適合于高速運轉。

    而異向雙螺桿擠出機在嚙合處的頂部形成較高的壓力,產生較大的剪切率,隨著螺桿轉速提高,螺桿和筒體磨損加大,適合于低速運轉。此外,同向雙螺桿擠出機設備由于自身機理的原因,自潔性好,能避免堵塞問題和喂料問題,而異向雙螺桿設備只有一定程度的自潔性。就螺紋頭數而言,同向旋轉雙螺桿在單頭時正位移輸送能力zui大,可以避免物料因來不及向前輸送而堆積在加料口,影響正常加料。雙頭正向螺紋元件的螺槽截面積小一些,剪切作用柔和,用于需要良好混合和輸送的場合,目前用得zui多。三頭正向螺紋元件的螺槽橫截面積zui小,其剪切作用較強,但輸送能力低,多用于需要高剪切的場合。以保證縱向開放。