异向双螺杆挤压膨化机三维设计与性能分析(3)
异向双螺杆挤出机有平行双螺杆挤出机和锥形双螺杆挤出机两种。锥形双螺杆挤出机在造型上的特点是：加料端的机筒和螺杆直径较大，朝着挤出机出口方向直径逐渐减小，并在整个减小过程中始终保持完整的啮合。这种造型有许多优点：加料端的大直径可以便于止推轴承的安装，减小了平行双螺杆挤出机止推轴承串设计、制造和安装的难度；加料段螺杆的大容积螺槽使加料更容易；出口端的小直径可以减小螺杆圆周速度，因而也就减小了因剪切而产生的粘性耗散热；从入口端到出口端，螺槽体积随螺杆直径的减小而减小，而流量在计量加料条件下是不变的，因而螺杆对物料的压缩作用逐渐增强；出口端螺杆直径小，螺杆所受背压和回转阻力也相应减少。因此，锥形双螺杆挤出机有很强的建压能力，非常适合于挤出制品。
2、异向双螺杆挤出机的混合特点
就啮合异向双螺杆而论，由于封闭的C形小室，如图1．1。阻碍了两螺杆间的物料传递，在一定程度上损失了混炼能力，但理论计算和流线示踪研究表明：封闭的C形小室中同时存在沿螺槽和横过螺槽方向的环流，由此形成的层流剪切部分补偿了混炼能力的损失。此外，在啮合区压延间隙的出入口处，啮合着的螺杆一边将物料翻起，一边又将它卷入。这种翻卷行为可产生较大的剪切强度，因而改善了混合【1】。
图 1.1 C形小室
研究得出，以正位移输送机理为特征的啮合异向双螺杆，当各螺纹间隙很小时，就其混合性能而言，存在着一种固有的混合不均匀性。这种不均匀性使异向双螺杆的混合性能较差。具体表现在如下几方面【1】：
(1)螺杆对物料的剪切作用很低。异向双螺杆的转速一般都在30r／min左右，与同直径的单螺杆和同向双螺杆相比转速要低得多。即使在螺杆啮合区存在一些螺纹间隙(一般都大于2mm)，但通过这些间隙的物料份数较少，且单个物料团通过这些间隙的机会也较少，物料不会产生过高的剪切热。多数物料还是沿着相对宽而深的螺槽运动，因而受到的剪切作用比较柔和。
(2)螺杆加热均匀，温度控制好。在这种双螺杆中，熔化物料的热量主要来自外热而不是剪切。异向双螺杆的螺纹一般不少于双头，故螺杆与物料有较多的接触表面用来传热。加上螺杆一般都配有芯部加热控温系统，物料在螺槽中升温快，受热均匀，料温控制准确。均匀的加热条件可以减小因螺杆混合作用不足而产生的物料温差。
(3)输送能力高使得物料在螺杆螺槽内的停留时间较短。虽然在螺杆啮合区各螺纹间存在着不同大小的间隙，但这些间隙相对邻近的螺棱和螺槽宽度仍然较小，螺杆的强制输送能力仍占主导地位。如果加工像PVC这样的热敏性物料，即使在允许的挤出温度范围内，若受热时间过长也会出现降解。因此，能够有效地控制好物料的受热时间或热历程对热敏性的PVC特别重
1.2.2 挤出膨化机基本构成
图1.1 为一典型挤压加工系统示意图，该系统由喂料、预调质、传动、挤压、加热与冷却、成型、切割、控制等部分组成。
1.混合料仓；2.称重给料装置；3.预处理机；
4.机筒装置；5.成型模具；6.切割装置
图1.2 典型挤压加工系统示意图
其中喂料装置均匀连续地将物料喂入挤压机中，确保挤压过程稳定进行；预调质装置用以控制物料挤压前的含水量和温度，可依具体工艺要求决定是否安装该装置；挤压装置由螺杆和机筒组成，是直接进行挤压加工的部件，为整个挤压加工系统的核心部分；加热与冷却装置保证物料始终能在其加工工艺所要求的温度范围内挤压。