年产1000吨硬质聚氯乙烯管材车间工艺设计 (10)

（2） 分流器[14] 化。

分流器与过滤网之间的空隙起着汇集料流、补充塑化的作用。所以分流器与多孔板之间的距离K不宜过小，以免出管不均；但是也不能太大，否则物料流停留时间过长而分解。根据一些工厂的经验，其距离K=10～20mm之间为宜。

扩张角α不宜过大，否则料流阻力大，甚至物料会停止流动而发生分解。但α角太小也不利于料层很快变薄，因而对加热不利。对于硬质聚氯乙烯，一般50°≤α≤60°.

分流器L4部分的长度一般取1～1.5R，取1.2R=78.72，取整后L4=80（R为机筒内径）。 分流器头部圆角半径r=0.5～2mm，R太大将不利于物料流动。

分流器的表面关泽度应在▽8以上，分流器与机头体对中性误差不得超过0.02mm。

（3） 分流器支架[14]

分离器支架主要用来支撑分流器及芯棒，同时也使物料分束，以加强均匀搅拌效果。为了及时消除物料通过分流器后形成接合线，分流器上的分流筋应做成流线型，在强度足够的前提下，其宽度和长度应尽可能小些。

分流筋的数量也应尽量少，一般为4～8根。 本设计采用4根分流器支架 （4） 口模尺寸

口模是成型管材表面的零件，其平直部分（即定型部分）的长度L1较大时，料流阻力增加，制品比较严实，同时料流均匀稳定，并有防止管子旋转的弊病。但过长的定型长度会使管材产量下降；L1太短时，芯模支架形成的接缝将受到影响，使管件抗冲击强度和抗圆周应力能力下降。

L1的数值与管子外径D、管壁厚度h，挤出速度和塑料性能等都有直接关系，目前一般用经验公式：

L1=（1.0～3.5）D [19] （3.13） 或

L1=（30～40）h （3.14） 式中：当管外径D大时，取小值；对小管取大值。[14] 本设计取L1=1.3D=260mm

当管材离开口模后，由于压力减低，塑料出现弹性恢复而膨胀的现象，管材的截面积将增大。而另一方面由于牵引和冷却收缩的关系，管材截面积也有缩小的趋势。这种膨胀

分流器又叫分流梭。塑料通过分流器变为薄环状，这样有利于进行进一步的加热和塑

和收缩的大小与塑料性质、口模的温度与压力等都有直接的关系。所以在设计口模内直径d即成型管材的外径（D）和芯模外直径d1即成型管材的内直径（D1）时一般采用经验公式来计算。[14]

对于聚氯乙烯的管材，口模内径：d=0.97D～1.05D （3.15）

取d=1.01D=202mm

芯模外径：d1=0.97D1～1.05D1 （3.16）

取d1=0.98D1=184.436mm，取整d1=185mm 环隙：(d-d1)÷2=8.5mm

注：D—管材外径；D1—管材内经。管材的厚度为5.9mm，环隙为8.5，拉伸比1.44，

符合PVC管材挤出时的拉伸比1～1.5[13] （5） 芯模

芯模用螺纹与分流器相连接，并用分流器支架固定在机头内。

芯模是管子内表面的成型零件，其结构应有利于物料的流动和容易制造。收缩角β应小于扩张角α，以适应与物料的流动。挤出粘度高的聚氯乙烯物料。β=30～45°，芯模的定型长度与口模的定型长度相同，以防止管材发生收缩或膨胀现象。[14]

L2的长度一般为：（1.5～2.5）R，取2R=131.2，取整后L2=130mm。

（6） 管材壁厚的调节[14]

为了制得壁厚均匀的制品，口模与芯模的中性线应严格同心。为了使芯模固定，采用

调解螺钉调解口模位置来调解两者的同心度，调节螺钉的数目随着管材口径增大而增大。

本设计采用三个调节螺钉。

机头口模的温度控制和尺寸分别见表3-10和表3-11。

表3-10 机头口模的温度[11]

机头温度/℃

170～175

175

175

表3-11 机头口模的尺寸表

口模温度/℃

185～190

180～185

口模尺寸参数 扩张角/度

分流器头部圆角半径/mm

空腔间距/mm 收缩角/° 管外径/mm

符号 α r K β D

数值 50 1 15 35 200

续表3-11

口模尺寸参数 管内径/mm 口模内径/mm 芯模外径/mm 环形缝隙/mm 口模平直部分长度/mm 芯模定型段长度/mm 分流器锥部长度/mm 分流器支架数/个 调节螺钉数/个

3.6.5 螺杆生产能力

符号 D1 d D1 - L1 L2 L4 - -

数值 188.2 202 185 8.5 260 130 80 4 3

双螺杆挤出机的生产能力由两螺杆啮合时，物料的运动所形成的C型腔室有关。 在螺杆的法线方向上，物料随着螺杆的旋转而运动，靠近机筒内壁的物料随着螺杆的旋转被送到两螺杆的啮合处时，由于无法通过啮合处，而又被挤到机筒壁。在螺杆的轴线方向上，由于物料和螺杆之间存在的摩擦力而被螺杆拽着向前运动。由于上述两种方向的存在，使物料在螺杆机筒中的运动呈现为：物料只有在两螺杆啮合处的一面呈螺旋状向前输送。对于螺杆的每一个螺槽来说，物料在每一个螺槽中的运动轨迹就呈现为C型腔室。

在计算生产能力时，假设一：两螺杆啮合时，四面无间隙，即啮合无漏流产生；假设二：物料在输送过程中都是被压实的，物料之间不存在空隙。这样，只要计算出物料在每一个螺槽中运动时形成的C型腔室的体积即可得到螺杆的生产能力。

Q=2nV （3.17）其生产能力的大小，即V的大小与螺杆的直径、螺纹的宽度、螺槽的深度等有关。

对于锥形的双螺杆来说，虽然螺杆的直径是由大到小变化的，但是考虑到物料由螺杆的大头到小头的输送过程中，原本疏松的物料不断的被压实，物料之间的间隙逐渐的减小，甚至达到无空隙，这样就符合了生产能力计算时的假设。所以，在计算螺杆的生产能力时，采用螺杆小头的直径来计算，也比较合理。

生产能力计算

由式（3.17）

Q=2nV

式中： V????Rtan??e??????R?H??H?F2w? （3.18）

F2w???R24??R?H???2RH?H22? （3.19）

4H2H2s?1??2 （3.20） co?RRcos?=1―（430.54÷6.56）+（230.542÷6.562）

=0.68

?=0.82rad

F2w=（0.817236.562÷4）―[（6.56―0.54）3（236.5630.54―0.542）÷2]1/2

=4.27cm2

V=（π36.563tan30°―0.65）3[π（6.56-0.54）30.54―4.2699]

=66.85cm3 （3.21） 式中：

V——C型腔室的体积，cm3

?——两螺杆啮合时的啮合角，rad

F2w——啮合处的表面积，cm2 R——机筒内径，cm H——螺槽深度，cm n——螺杆转速，r/min θ——螺纹升角，度

∴最大生产能力： Q=2335366.85

=4679.33cm3/min

=4679.32503ρ360÷1000 =4679.325031.445360÷1000

=405.70kg/h （3.22）

ρ——物料平均密度，g/cm3

由于产品为硬质聚氯乙烯管，转速不亦太快。所生产的管材直径范围应与螺杆直径相匹配，而不同的螺杆直径也有相应的螺杆的转速范围，根据对应关系，可得到与管材直径相对应的螺杆转速。根据表3-6，3-7，得到的管材直径与螺杆转速的对应关系。 取转速n=25s-1。

Q =2nVρ360÷1000

=2325366.8531.445360÷1000

=289.79kg/h （3.23）

3.6.6 最佳工作点

在对螺杆进行生产能力计算时，假设为两螺杆啮合时，四周无漏流，但实际螺杆在生产过程中是存在漏流的，因此，1975年Janssen、Mulders和Smith在流体为牛顿流体的假设条件下，考虑了四面体间隙漏流Qt、压延间隙漏流Qc、螺纹间隙漏流Qf、侧间隙漏流Qε之后得了经验公式。

本设计的间隙漏流是通过观察实际螺杆在生产过程中的间隙大小而得出的数据。

（1）四面体漏流Qt

1.82Qt??2?????tg????H???0.005?4???? ? （3.24）32?P?RH?R???式中：

ΔP——压差，Pa

η——物料的粘度，Pa2s

R——机筒内径，6.56cm ?——侧面角，0.123rad ε——侧面间隙，0.01cm ζ——压延间隙，0.02cm 经计算得：

Qt=2.11310-3ΔP/η （3.25）

（2）螺棱间隙漏流Qf

3?????3??Vb??S???Vb?????f?? Qf??2?????R??????B??P?????? （3.26）2??26??BmH????????????式中：

?——重叠角

2?H?RH??4??2tg?1?H?R??2???? ? （3.27）

??? =23tg-1[（6.5630.54-－0.542÷4）1/2÷（6.56-0.54÷2）] =32.71° =0.57rad

搜索“diyifanwen.net”或“第一范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，第一范文网，提供最新高中教育年产1000吨硬质聚氯乙烯管材车间工艺设计 (10)全文阅读和word下载服务。