淺析雙螺桿混煉機在化工企業中的應用

董曉慶

（大慶石化公司化工三廠，黑龍江 大慶 163714）

1 概述

雙螺桿混煉機的加工處理部分由能夠更換的各個筒節組成。根據加工處理對象，雙螺桿擠出機提供了料斗接口、脫揮口或孔。由于螺桿組件和螺桿筒體是模塊設計，根據加工處理任務，便可以確立輸送、塑煉、均混，壓力建立區和脫揮區。利用螺桿元件，引入和輸送產品，雙螺桿混煉機的進料可以是粉料、粒料、片料，熔融物、糊料等，由煙桿元件進行盟煉，混合和擴散。通過改變煙桿元件的厚度及其交錯排列的角度，便能按照各種要求，調整混合，剪切和擴散功用。螺桿元件設置在螺桿軸上，共轉且緊密互相配合的螺桿軸具有一個密封面，使其能夠：螺桿元件自清洗、各個產品粒子上不會有過度的應力、窄的停留時間分布、產品均勻受載、改變顏色的時間短。

在每個螺桿軸的端頭，安裝了一個螺桿端件，將螺桿元件軸向地固定在螺桿軸上。

通過螺桿軸聯軸器，將每個螺桿軸與齒輪箱的功率輸出軸連接在一起。螺桿軸密封系統保證產品不會離開加工處理部分流向齒輪箱。擠出機筒體由筒支座支撐，支座還吸收熱膨脹造成的加工處理部分軸向位移。根據筒支座上的安裝表面來確定加工處理部分的精確軸向對中。

2 設備結構及組成

2.1 螺桿筒體

通過采用可以更換的各個螺桿筒節將加工處理部分分成各個區。筒體由電加熱。此外，筒體上還設置了用冷卻水冷卻的縱向孔。

通過一個反向強制流動的溫度控制回路，在八面形筒節孔徑的圓周上實現均勻的溫度分布。溫度控制的管線連接采用凹凸式設計，來平衡交變的熱應力，并避免泄漏。螺桿筒體上覆有絕熱罩，以減少熱散失。而且這些護罩還是防止熱筒體燙傷人的防護物，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，根據筒體支座上的配合表面來確定加工部分的精確軸對中。采用固定器，將筒體支座安放在專門制作的基礎板上。固定器和基礎之間的連接必須牢固可靠。

2.3 螺桿軸聯軸器

螺桿軸聯軸器（如圖1）連接齒輪箱的輸出軸和螺桿軸，并傳送扭矩。每個螺桿軸聯軸器上的環都是開式設計。聯軸器軸套的內側上有內旋的齒。在齒輪箱輸出軸和螺桿軸端頭的外側也有內旋的齒。

圖1 螺桿軸聯軸器

2.4 螺桿軸密封

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

2.5 螺桿軸

為了進行扭矩傳送，從軸肩開始，把螺桿軸設計成了鍵槽形，按照螺桿元件的外側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圓都開著。

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點。這就使其具有在相同螺桿速度下的每單位長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：良好的進料特性、高輸送量、無應力的產品處理。這就理所當然地要對下列情況采用大容量螺桿設計：進料較難的產品(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、對剪切力和溫度敏感的產品。

3 故障分析

3.1 故障現象：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構時，顆粒的百分比很高。

排除方法：正常現象。檢查篩網中的磁粉，如果是磨合磨損，磁粉量會持續地減少；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，根據需要，縮短或延長冷卻沖量；升高加工處理部分的溫度。補強塑煉區的螺桿；增加塑煉區的螺桿背壓。柔和裝置的的布置要符合要求，提高溫度。使用具有磨損保護的合適的螺桿和筒體，優化螺桿結構。

3.2 故障現象：在吸入物料期間出現問題

可能原因：物料密度太低；雙螺桿混煉機的速度太低；物料通過量太大；氣體回流；進料區內發生流化；進料筒體內的物料黏結。

排除方法：增加物料密度；增加雙螺桿混煉機的速度；減少物料通過量；減少氣體封閉量；對物料筒體進行冷卻；在料斗上增加振動器。

3.3 故障現象：螺桿軸刮擦筒體內壁

可能原因：加工處理部分對中不好。

排除方法：在機器冷態時，進行加工處理部分對中。

3.4 故障現象：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：機器內沒有產品運轉（沒有潤滑；無潤滑運轉）；對于粉料螺桿，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。

排除方法：喂入產品或者適時停機；減少顆粒的百分比，通過外部加熱，提高塑煉區前和其中的溫度。增高塑煉區中的柔和裝置的背壓；檢查螺桿軸聯軸器，進一步擰緊活接螺母，直到螺桿軸和齒輪軸連接好為止。

3.5 筒體的溫度與設定值的差別較大

可能原因：溫度控制器沒有優化冷卻或加工脈沖的時間；聚合物含水，從而在塑煉區中產生波動；放空系統失靈；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構；檢查放空口；減小物料密度的變化；檢查聚合物進料系統的放空(放空管線和或過濾器設備）。

3.6 功率輸入中有較大變化

可能原因：短時間內聚合物進料變化較大；進料含水量較大；進料產品流化；進料系統棚空。

排除方法：檢查進料器，如有必要，優化進料精度；確定物料含水量，采取措施，減少水分；減少氮氣封閉壓力；優化聚合物進料管線的放空；對進料筒體進行更強的冷卻；采取合適措施，消除棚空。

4 結語

隨著大化工時代的到來，雙螺桿混煉機在化工企業的使用會愈加廣泛。目前，國外的混煉機在我國占據著較大份額的市場，國內還沒有對雙螺桿混煉機有統一規范的要求，僅以此文讓大家對雙螺桿混煉機相關結構及故障處理有一些初步的了解，以便更好地使國外先進設備為我國化工行業做出更大的貢獻。