1. 物料输送:
- 进料阶段:物料从加料口进入双螺杆造粒机,在两根螺杆的旋转作用下,物料被向前推送。双螺杆的螺纹结构如同螺旋桨一样,不断地将物料从进料口输送到机筒内部。由于两根螺杆相互啮合,在啮合处形成了封闭的空间,使得物料能够稳定地向前输送,不会出现回流现象。
- 强制输送:双螺杆的旋转对物料产生强大的挤压力和摩擦力,这种挤压力促使物料沿着螺杆的轴向方向不断前进,即使是对于高粘度、高填充量的物料,也能够实现有效的输送。
2. 混合与剪切:
- 混合作用:两根螺杆在旋转过程中,它们的螺纹会不断地将物料分割、搅拌和重新组合。物料在螺杆之间的间隙中被反复地剪切、拉伸和折叠,使得不同成分的物料能够充分地混合在一起。例如,在塑料改性过程中,添加剂、填料等与塑料基体能够在双螺杆的作用下均匀混合,提高改性效果。
- 剪切作用:螺杆上的螺纹块、捏合块等特殊结构会对物料产生强烈的剪切力。这些剪切力能够将物料中的团聚体、块状物等破碎成较小的颗粒,增加物料的比表面积,提高物料的塑化程度和混合均匀性。同时,剪切作用还能够使物料的分子链发生断裂和重组,促进物料的化学反应(如聚合、交联等)。
3. 塑化与熔融:
- 热量传递:双螺杆造粒机通常配备有加热装置,如电加热圈或热媒加热系统,能够对机筒进行加热。机筒的热量会传递给物料,使物料的温度逐渐升高。同时,螺杆在旋转过程中与物料之间的摩擦也会产生一定的热量,进一步促进物料的升温。
- 塑化过程:随着物料温度的升高,固态的物料逐渐软化、熔融,变成具有一定流动性的粘流态物质。在这个过程中,双螺杆的混合和剪切作用能够帮助物料均匀地受热,加速物料的塑化过程,确保物料能够充分熔融,达到适合挤出成型的状态。
4. 挤出与成型:
- 挤出压力建立:在螺杆的不断推送下,熔融的物料在机筒内形成一定的压力。当物料到达机头处时,由于机头的流道截面积变小,物料的流动速度加快,压力进一步增大。这种挤出压力使得熔融的物料能够通过机头的模具口挤出,形成具有特定形状和尺寸的制品。
- 成型过程:根据生产需求,可以在机头处安装不同类型的模具,如圆形、方形、片状等模具,使挤出的物料形成相应的形状。挤出后的物料可以通过水冷、风冷或其他冷却方式进行冷却固化,最终得到所需的颗粒状、条状或片状等产品。
5. 排气与脱挥:
- 排气功能:对于一些含有水分、挥发分或气体的物料,双螺杆造粒机可以在机筒上设置排气口。在物料输送和塑化的过程中,物料中的水分、挥发分或气体在高温和螺杆的搅拌作用下会挥发出来,形成气泡。这些气泡会随着物料的流动到达排气口处,通过排气装置排出机外,从而提高产品的质量和稳定性。
- 脱挥效果:双螺杆的特殊结构和工作原理使得物料在机筒内的停留时间较长,并且能够充分地与外界进行气体交换,有利于挥发分的排出。相比单螺杆造粒机,双螺杆造粒机在排气和脱挥方面具有更好的效果。
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