淺析雙螺桿混煉機(jī)在化工企業(yè)中的應(yīng)用

董曉慶

（大慶石化公司化工三廠，黑龍江 大慶 163714）

1 概述

雙螺桿混煉機(jī)的加工處理部分由能夠更換的各個(gè)筒節(jié)組成。根據(jù)加工處理對(duì)象，雙螺桿擠出機(jī)提供了料斗接口、脫揮口或孔。由于螺桿組件和螺桿筒體是模塊設(shè)計(jì)，根據(jù)加工處理任務(wù)，便可以確立輸送、塑煉、均混，壓力建立區(qū)和脫揮區(qū)。利用螺桿元件，引入和輸送產(chǎn)品，雙螺桿混煉機(jī)的進(jìn)料可以是粉料、粒料、片料，熔融物、糊料等，由煙桿元件進(jìn)行盟煉，混合和擴(kuò)散。通過(guò)改變煙桿元件的厚度及其交錯(cuò)排列的角度，便能按照各種要求，調(diào)整混合，剪切和擴(kuò)散功用。螺桿元件設(shè)置在螺桿軸上，共轉(zhuǎn)且緊密互相配合的螺桿軸具有一個(gè)密封面，使其能夠：螺桿元件自清洗、各個(gè)產(chǎn)品粒子上不會(huì)有過(guò)度的應(yīng)力、窄的停留時(shí)間分布、產(chǎn)品均勻受載、改變顏色的時(shí)間短。

在每個(gè)螺桿軸的端頭，安裝了一個(gè)螺桿端件，將螺桿元件軸向地固定在螺桿軸上。

通過(guò)螺桿軸聯(lián)軸器，將每個(gè)螺桿軸與齒輪箱的功率輸出軸連接在一起。螺桿軸密封系統(tǒng)保證產(chǎn)品不會(huì)離開(kāi)加工處理部分流向齒輪箱。擠出機(jī)筒體由筒支座支撐，支座還吸收熱膨脹造成的加工處理部分軸向位移。根據(jù)筒支座上的安裝表面來(lái)確定加工處理部分的精確軸向?qū)χ小?/p>

2 設(shè)備結(jié)構(gòu)及組成

2.1 螺桿筒體

通過(guò)采用可以更換的各個(gè)螺桿筒節(jié)將加工處理部分分成各個(gè)區(qū)。筒體由電加熱。此外，筒體上還設(shè)置了用冷卻水冷卻的縱向孔。

通過(guò)一個(gè)反向強(qiáng)制流動(dòng)的溫度控制回路，在八面形筒節(jié)孔徑的圓周上實(shí)現(xiàn)均勻的溫度分布。溫度控制的管線連接采用凹凸式設(shè)計(jì)，來(lái)平衡交變的熱應(yīng)力，并避免泄漏。螺桿筒體上覆有絕熱罩，以減少熱散失。而且這些護(hù)罩還是防止熱筒體燙傷人的防護(hù)物，螺桿筒體是用滲氮鋼制成。

2.2 螺桿筒體支座

螺桿筒體由筒體支座支撐。這些支座還吸收熱膨脹造成的加工處理部分的軸向位移，根據(jù)筒體支座上的配合表面來(lái)確定加工部分的精確軸對(duì)中。采用固定器，將筒體支座安放在專門制作的基礎(chǔ)板上。固定器和基礎(chǔ)之間的連接必須牢固可靠。

2.3 螺桿軸聯(lián)軸器

螺桿軸聯(lián)軸器（如圖1）連接齒輪箱的輸出軸和螺桿軸，并傳送扭矩。每個(gè)螺桿軸聯(lián)軸器上的環(huán)都是開(kāi)式設(shè)計(jì)。聯(lián)軸器軸套的內(nèi)側(cè)上有內(nèi)旋的齒。在齒輪箱輸出軸和螺桿軸端頭的外側(cè)也有內(nèi)旋的齒。

圖1 螺桿軸聯(lián)軸器

2.4 螺桿軸密封

螺桿軸密封防止產(chǎn)品從加工處理部分流出并流向齒輪箱方向。對(duì)螺桿軸密封采用氮封（如果能確保產(chǎn)品的一致性，也可以使用空氣封閉）。

2.5 螺桿軸

為了進(jìn)行扭矩傳送，從軸肩開(kāi)始，把螺桿軸設(shè)計(jì)成了鍵槽形，按照螺桿元件的外側(cè)與軸同心排列的方式，將螺桿元件固定在軸上，從而使螺桿軸的外圓和內(nèi)圓都開(kāi)著。

2.6 螺桿元件

雙螺旋片形的螺桿形狀與三螺旋片形狀相比，具有螺旋深度更大的優(yōu)點(diǎn)。這就使其具有在相同螺桿速度下的每單位長(zhǎng)度的更大自由容積和更低的平均剪切力。由于這些差別，雙螺旋片形式的螺桿才具有下列典型的加工處理特點(diǎn)：良好的進(jìn)料特性、高輸送量、無(wú)應(yīng)力的產(chǎn)品處理。這就理所當(dāng)然地要對(duì)下列情況采用大容量螺桿設(shè)計(jì)：進(jìn)料較難的產(chǎn)品(如充滿纖維的混合物)、粉料原料，尤其是低堆密度的原料、不需要高剪切力的加工材料、對(duì)剪切力和溫度敏感的產(chǎn)品。

3 故障分析

3.1 故障現(xiàn)象：螺桿或筒體磨損/金屬擦傷

可能原因：螺投料試車期間磨合磨損；由于不規(guī)則地加熱冷卻，加工處理部分變形；螺桿的塑煉性能不夠；在用加工粉流的螺桿結(jié)構(gòu)時(shí)，顆粒的百分比很高。

排除方法：正?，F(xiàn)象。檢查篩網(wǎng)中的磁粉，如果是磨合磨損，磁粉量會(huì)持續(xù)地減少；保證加熱器殼安裝得緊靠著筒體。檢查電加熱元件的功能。如有必要，檢查筒體的冷卻回路的自由通道，根據(jù)需要，縮短或延長(zhǎng)冷卻沖量；升高加工處理部分的溫度。補(bǔ)強(qiáng)塑煉區(qū)的螺桿；增加塑煉區(qū)的螺桿背壓。柔和裝置的的布置要符合要求，提高溫度。使用具有磨損保護(hù)的合適的螺桿和筒體，優(yōu)化螺桿結(jié)構(gòu)。

3.2 故障現(xiàn)象：在吸入物料期間出現(xiàn)問(wèn)題

可能原因：物料密度太低；雙螺桿混煉機(jī)的速度太低；物料通過(guò)量太大；氣體回流；進(jìn)料區(qū)內(nèi)發(fā)生流化；進(jìn)料筒體內(nèi)的物料黏結(jié)。

排除方法：增加物料密度；增加雙螺桿混煉機(jī)的速度；減少物料通過(guò)量；減少氣體封閉量；對(duì)物料筒體進(jìn)行冷卻；在料斗上增加振動(dòng)器。

3.3 故障現(xiàn)象：螺桿軸刮擦筒體內(nèi)壁

可能原因：加工處理部分對(duì)中不好。

排除方法：在機(jī)器冷態(tài)時(shí)，進(jìn)行加工處理部分對(duì)中。

3.4 故障現(xiàn)象：加工處理部分中有很大的噪聲，例如，撞擊聲、咔噠聲、嘰嘰聲。

可能原因：機(jī)器內(nèi)沒(méi)有產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)（沒(méi)有潤(rùn)滑；無(wú)潤(rùn)滑運(yùn)轉(zhuǎn)）；對(duì)于粉料螺桿，有太高百分比的顆粒；螺桿軸上的螺桿組件安裝得不正確，螺桿軸和齒輪箱輸出軸之間的連接松動(dòng)。

排除方法：喂入產(chǎn)品或者適時(shí)停機(jī)；減少顆粒的百分比，通過(guò)外部加熱，提高塑煉區(qū)前和其中的溫度。增高塑煉區(qū)中的柔和裝置的背壓；檢查螺桿軸聯(lián)軸器，進(jìn)一步擰緊活接螺母，直到螺桿軸和齒輪軸連接好為止。

3.5 筒體的溫度與設(shè)定值的差別較大

可能原因：溫度控制器沒(méi)有優(yōu)化冷卻或加工脈沖的時(shí)間；聚合物含水，從而在塑煉區(qū)中產(chǎn)生波動(dòng)；放空系統(tǒng)失靈；聚合物的密度變化激烈或聚合物粉料中含空氣較多。

排除方法：校正控制器或相應(yīng)地改正控制器的程序；檢查聚合物的水分，如有必要，減少含水量；在特殊情況下，重新考慮并改變螺桿結(jié)構(gòu)；檢查放空口；減小物料密度的變化；檢查聚合物進(jìn)料系統(tǒng)的放空(放空管線和或過(guò)濾器設(shè)備）。

3.6 功率輸入中有較大變化

可能原因：短時(shí)間內(nèi)聚合物進(jìn)料變化較大；進(jìn)料含水量較大；進(jìn)料產(chǎn)品流化；進(jìn)料系統(tǒng)棚空。

排除方法：檢查進(jìn)料器，如有必要，優(yōu)化進(jìn)料精度；確定物料含水量，采取措施，減少水分；減少氮?dú)夥忾]壓力；優(yōu)化聚合物進(jìn)料管線的放空；對(duì)進(jìn)料筒體進(jìn)行更強(qiáng)的冷卻；采取合適措施，消除棚空。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著大化工時(shí)代的到來(lái)，雙螺桿混煉機(jī)在化工企業(yè)的使用會(huì)愈加廣泛。目前，國(guó)外的混煉機(jī)在我國(guó)占據(jù)著較大份額的市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有對(duì)雙螺桿混煉機(jī)有統(tǒng)一規(guī)范的要求，僅以此文讓大家對(duì)雙螺桿混煉機(jī)相關(guān)結(jié)構(gòu)及故障處理有一些初步的了解，以便更好地使國(guó)外先進(jìn)設(shè)備為我國(guó)化工行業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。