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1977 年,由德国“欧洲轮胎发展中心”发表了销钉机筒挤出机实验报告,1 9 7 9 年Me ng e s 、Aachen 等人申请了“销钉挤出机”的专利[ 30],之后逐渐形成规格产品,并迅速得到了推广。销钉机筒挤出机是冷喂料挤出机的一个突破,它可以适用于9 0 % 的胶料。销钉机筒挤出机不是依赖特殊设计的螺杆或是在螺杆内设置能剧烈生热的区段,而是采用了一种分流的方法,这种利用分流的方法使得胶料达到混炼质量高、温度一致性好的螺杆即是分流型螺杆。分流型螺杆主要有杆体销钉螺杆和机筒销钉螺杆2 种类型。4 d; W5 m- W' v3 O
! `9 L3 a" S+ g3 J& H8 x) P 杆体销钉螺杆是在普通螺杆适当位置装销钉。它的主要形式有:: `& X2 `; Y( R: \; J9 s
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① 将销钉直接安装在普通螺杆的螺槽上;$ ^9 R. ^% M. L
v _8 c8 d. b0 P/ o! J' B ②将螺纹按周向切成沟槽再装上一排或若干排销钉
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, u ]& }7 e# \3 y8 ^ ③在塑化段某一位置去掉其中一条螺纹并按一定规律装上一组销钉。
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" v0 h" ?3 Z: A6 ^0 t 前2 种形式螺杆由于减小了物料通流截面,对生产能力影响太大,一般很少采用。第3 种形式销钉螺杆由于去掉一部分螺纹,使阻力大大减小,在生产中较为常用。但是总的来说由于杆体销钉螺杆在螺槽中设置了销钉,它对胶料在螺槽中的流动产生了阻碍作用,使杆体销钉螺杆在提高生产能力方面受到限制。
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N$ B' |8 S* A0 m* F a/ P- v5 D 机筒销钉螺杆能比较好地克服这一问题,它的主要特点是在机筒设置销钉,这些销钉在横断方向通过螺槽。当胶料从螺槽方向输送到销钉区时,销钉区使原保持层流状态的物料作3 种形式的流动:横向流动、分流运动及绕流运动。胶料在各种运动形式的综合作用下,获得高质量的混合和良好的塑化效果。
6 E6 q/ u! Z+ Z0 X* o 机筒销钉对胶料的流动起到推动和拖曳作用,加快了胶料在螺槽顺流方向的流动,因此输送能力较大。另外,机筒销钉除对胶料有分流作用之外,还起着周向搅拌的作用,因而能有效地消除螺槽中顺流方向和横流方向的“※区”,大大地提高了胶料的混炼质量。同时,由于销钉的作用使胶料扩大了接触表面,不但增加了胶料之间的热传递,也增加了胶料与筒壁的热传递;另一方面,由于销钉是直接插入胶料内部的,这样它也可以加速胶料的冷却效果。' _* N. \; p& x
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所以机筒销钉螺杆挤出机可以实现低温挤出并使胶温趋于一致。机筒销钉螺杆在挤出稳定性和自洁性方面都有不可忽视的优点。5 s- V x P8 {# L7 d% N2 y! V* u
) O+ J& T% s7 Y 销钉机筒冷喂料挤出机的主要结构特点是在挤出机的机筒上要安装6~ 16 排销钉,每排6 ~1 2 个,每个销钉都沿机筒径向插入,头部深入到螺纹槽内,凡插入销钉的地方,螺杆螺纹上开有环形沟槽,以使螺杆不受销钉的阻碍而自由转动。机筒销钉螺杆主要有:普通机筒销钉螺杆、喂料段带多头螺纹机筒销钉螺杆和带主副螺纹螺杆。
( f' j( j& W. X! \' F$ ?0 J 普通机筒销钉螺杆的螺纹与普通螺杆螺纹一样,但在整个压缩段设置了销钉,这种螺杆适合于门尼黏度低的胶料挤出;带多头螺纹机筒销钉的喂料段的螺纹是四头的,而且具有很大的升角,这种螺杆适合于门尼黏度适中的胶料;带主副螺纹机筒销钉螺杆的结构比较复杂,喂料段是四头螺纹,压缩段前半段为机筒销钉段,后半段为主副螺纹段。这种螺杆既有销钉分流搅拌作用,又有主副螺纹强力剪切作用,能适用于门尼黏度高的胶料挤出。
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与普通冷喂料挤出机相比,销钉机筒冷喂料挤出机具有很多优点:胶料塑化效果好,加工质量高,挤出制品断面密实;排胶温度低,最低可达10 ℃;能耗减小,能减小20%~ 25%[ 31 ]。
1 B- k$ {* E3 t* z3 @0 @8 | q! r 另外,此种挤出机还可用于加工不同性能的胶料,且自洁性能好,变换胶料方便,挤出过程的工艺参数控制方便, 挤出稳定且容易操作,与传统的热喂料挤出机工艺方法相比,销钉机筒冷喂料挤出机还具有占地少,投资省,操作人员少,工艺指标先进等优点。正是由于冷喂料挤出机的一系列优越的性能,一经问世便得到了广泛的应用,我国自引进销钉冷喂料挤出机以来,橡胶加工行业也获得较大的发展。
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) n+ B. [# K+ r6 M 由于其用途比较广,目前国外生产这种挤出机的公司有很多家,而且其产品占挤出机总产量的7 0 % 左右。销钉式冷喂料挤出机而且还被用来向压延机热炼供胶,如德国的Be r s to r f f 公司的四辊压延机和其他压延机就配用销钉挤出机供胶,甚至在某些领域直接替代压延机作业,如生产轮胎的缓冲层、气密层和异型胶等。
* k# c: f, K7 N( m3 R 总之,由于机筒销钉式冷喂料挤出机有产量高、塑化效果好、挤出温度低等一系列优点,加之近年来我国子午胎生产的快速发展,机筒销钉冷喂料挤出机已有取代热喂料挤出机和普通冷喂料挤出机之势,有着广阔的发展前景。 |
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