洪宗跃[1]2003年在《熔体泵—单螺杆排气挤出系统研究》文中进行了进一步梳理熔体泵-单螺杆排气挤出系统是在单螺杆排气挤出机的末端串联熔体泵而适当组合成的一种挤出系统。该系统既保留了普通单螺杆排气挤出机的所有的功能,又使系统的各项性能得到大幅度提升。尤其是解决了普通单螺杆排气挤出机易冒料和产量波动的缺点,以及由此所造成的操作范围窄、适用性差等问题。本文采用理论分析和实验验证相结合的研究方法,具体做了如下工作:1、通过对系统的工作原理分析,运用挤出理论对系统产量平衡进行研究。推导了第一阶螺杆加料段采用 IKV 系统时,第一、二阶螺杆的产量平衡公式和螺杆末端压力公式。2、研究 P 系统的工作性能。运用对比实验得出 P 系统整体性能优于普通单螺杆排气挤出机。3、为提高系统的性能,在上述理论分析、数学推导及相关实验的基础上,提出了与熔体泵-单螺杆排气挤出系统相匹配的 P 型螺杆设计原理与结构特点。4、通过与普通排气单螺杆的对比实验,验证了 P 型螺杆具有更高的挤出产量,更好的排气效果和挤出质量。本文在熔体泵-单螺杆排气挤出系统的理论和实验研究方面做了一些基础性工作,对系统的成因、工作原理、整体性能的分析,将对今后熔体泵-单螺杆排气挤出系统的应用推广、使用操作提供一定的指导作用。同时所得到的 P 型螺杆设计方面的定性和定量结论,可以对今后相关技术的应用开发,提供一些理论参考和设计依据,具有一 I<WP=5>北京化工大学硕士学位论文定的工程实用性。
董磊[2]2004年在《单螺杆—熔体泵串联挤出系统的研究》文中研究说明将单螺杆挤出机与熔体泵串联组合起来的挤出设备，本文定义为“单螺杆—熔体泵串联挤出系统”（Tandem Extrusion System of Single Screw—Melt Pump），简称SP系统或“S P机组”。在总结前人研究成果的基础上，经过理论与实验方面的分析研究，本文对SP系统的工作原理、性能特点，进行了较为系统全面的论述。指出，将单螺杆与熔体泵适当组合，为全面提升挤出成型主机的性能,提供了有效途径与拓展空间。可以说，单螺杆—熔体泵串联挤出系统（或机组），是一种高性能的挤出主机设备。与传统的常规单螺杆挤出机相比，它在熔融混合能力、挤出塑化质量、产量、流量的均匀性、排气挤出稳定性、广泛的适应性与良好的操作性能等方面，都有明显的优势。SP系统的主要特点之一是流量稳定。本文研究了SP系统的流量特性，提出了SP系统的流量数学表达式、流量—压力特性线及工作区间，指出影响SP系统流量稳定性的主要因素是泵的结构参数、泵的转速、压差和物料粘度。同时指出SP系统的流量稳定也取决于SP系统内部挤出机与熔体泵两者之间的流量匹配或平衡，讨论了影响平衡的因素和获得流量平衡的方法。SP系统的主要特点之二是高产量和高的熔融塑化能力。为了满足<WP=4>SP系统对挤出螺杆的高产能要求，提出了SP型螺杆的概念、设计思想和结构参数特点。并就SP型螺杆的熔体输送段建立数学模型进行有限元模拟数值分析，通过一系列的挤出实验验证了理论分析与实验结果有较好的一致性。本文的研究工作和得出的结论对SP系统的实际应用和设备研发具有一定的指导意义。同时，对熔体泵挤出技术在塑料挤出成型领域的其他应用也有较好的参考价值。
李庆春, 董磊[3]2003年在《单螺杆挤出机熔体泵串联挤出系统的性能与应用》文中研究指明从原理与应用方面 ,分析、探讨了单螺杆挤出机 熔体泵串联挤出系统的优异性能以及在塑料挤出成型领域的高效应用
赵卫哲[4]2007年在《基于虚拟仪器的挤出机压力反馈动态特性理论及实验研究》文中认为计算机技术与测量仪器技术的结合，出现了新的测试仪器—虚拟仪器。本文将虚拟仪器应用于分析挤出过程动态参数，通过先进的测试手段，研究挤出机动态过程。本文首先利用LabVIEW软件进行虚拟仪器开发，为实时记录挤出过程中各动态参数的变化创造了硬件条件。其次，通过机理分析的理论方法推导求出单螺杆挤出机的传递函数，利用试验辨识方法，通过采集在多种材料下工作的挤出机的实际转速和机头压力的动态关系，验证了理论推导得到传递函数的正确性，补上了压力闭环控制系统中重要的一环。影响挤出机挤出过程的因素复杂，自动控制系统必须不断地调节控制，以适应挤出机状况的变化。挤出机的压力控制既是挤出控制中最重要的环节，也是挤出控制的难点，目前国内绝大多数挤出系统都没有配备机头压力—螺杆转速闭环控制系统，其原因在于对此闭环控制系统的调节机理和稳定性没有足够的理论研究。针对这一现状，在虚拟仪器和单螺杆挤出机传递函数的基础上，本文运用自动控制原理，进一步研究了单螺杆挤出机交流调速压力闭环控制系统和直流调速压力闭环反馈控制系统。详细推导了交流调速情况下系统的传递函数，给出了系统的稳定条件，并通过实验验证了理论推导的正确性。熔体泵具有非常好的稳压作用。但是仍然存在着问题，主要是挤出机与熔体泵的配合协调问题。最后本文又研究了单螺杆—熔体泵串联系统的PID压力闭环反馈控制，解决了这一问题。
孙静[5]2006年在《高聚物线型制品挤出设备的控制系统研究》文中认为挤出法制备聚合物光纤是一种高效的加工方法，但是传统的挤出机组难以制备这样高精度的制品。本文研究了高聚物线型产品挤出设备的控制系统，希望通过采用先进的控制技术提高挤出精度。 本文在前人的经验基础上对影响高聚物挤出制品成型精度的因素进行了总结分析。在分析各影响因素的基础上，重点研究了温度和压力两个影响因素的控制。 文中通过分析几种常见的控温方法，在本挤出机组上选用了利用智能控温仪表控温的方法。经过实验验证，在此控温方式下系统控温精度达到了±1℃，很好地满足了实验要求。 为了减小熔体泵出口压力波动，本文设计了串联熔体泵与压力闭环控制的稳压方法。文中在假设单螺杆挤出机的挤出压力与螺杆转速的转换为比例惯性环节的前提下，对整个控制系统的调节特性、稳定性、稳态误差进行了理论分析。通过四笔记录仪记录压力波动，用实验验证了该压力控制系统的良好控制效果。 塑料光纤直径是衡量制品质量的重要指标。本文通过虚拟仪器技术，设计了光纤直径的在线监测系统。该系统中使用激光测径仪测量光纤直径。系统使用LabVIEW软件编写应用程序，通过此程序实现了汁算机与激光测径仪的串行通讯，将测径仪测得的直径数据进行显示、
钱敏伟[6]2007年在《超临界CO_2/PP挤出发泡工艺研究》文中指出聚丙烯(PP)树脂是一种应用广泛的通用塑料，它具有来源广泛、成本较低、容易回收等优点，而PP发泡材料更是以良好的耐热性、优异的缓冲性能和易降解等独特性能成为泡沫塑料行业中的热点，可广泛应用于包装、汽车、建筑等工业领域。目前日本、德国等少数国家已经掌握了工业化生产的关键技术，但是采用超临界CO_2挤出发泡PP还是一个比较新的研究方向，目前国内，包括很多发达国家都还处于研究开发阶段。本课题首先从理论上系统分析了气泡成核理论和挤出发泡的重要影响因素，然后在理论指导的基础上，对改性物料进行了一系列测试，探讨了影响PP发泡性能的主要因素。并得出了分子链结构的改变是造成PP熔体强度变化的最主要原因，在PP分子链上引入支链结构，增强了PP分子链之间的相互缠结，提高了的熔体弹性和起始结晶温度。发泡实验表明，改性的PP物料发泡性能得到提高。在此基础上通过对发泡设备进行改进，对改性PP进行一系列挤出发泡实验研究，优化工艺条件，实现了PP连续挤出发泡成型，并最终获得泡孔密度达到10~7数量级，最小泡孔平均直径为50μm，发泡倍率最高达20倍左右的发泡样品。本文重点分析和研究了挤出工艺参数对发泡倍率和泡孔结构的影响，主要包括熔体温度，口模温度，机头压力以及CO_2注气量等，并确定了主要工艺参数的范围。对于本实验体系，熔体温度应控制在125～140℃之间，并且在这个范围内，随着温度的降低，泡孔尺寸减小，泡孔密度增大，发泡倍率增大；口模温度同样影响最终样品的发泡倍率，对于本研究体系口模温度存在一个最佳区间，口模温度为150℃左右时，得到最大发泡倍率为23；机头出口压力应维持在7～9MPa，且在这个范围内，随着压力的增大，泡孔的密度增大，泡孔尺寸减小；提高CO：注气量，有利于提高发泡倍率，泡孔尺寸减小，泡孔密度增大，泡孔结构得到改善。但CO_2的注气量不能超过其在PP熔体中的溶解度上限(本实验体系CO_2注气量小于10wt％)，否则由于过量的CO_2无法完全溶解到聚合物熔体中，使挤出发泡材料中可能存在大的气泡。此外，针对PP发泡制品的主要缺陷，如气泡合并，泡孔塌陷，气体逃逸等，提出了工艺上需要改进和注意的问题
董芬[7]2011年在《超临界流体辅助聚苯醚共混改性研究》文中进行了进一步梳理聚苯醚(PPO)具有良好的机械性能、耐热性和阻燃性,其强度高,尺寸稳定性好,特别是它的高温耐蠕变性,是所有热塑性工程塑料中最强的。但是它的玻璃化转变温度高,熔体黏度高,流动性差,需在300℃的高温下加工,加工成型性差,严重影响了PPO的应用和推广。目前最重要的解决措施是对PPO进行共混改性,但是由于PPO分子链上苯环的存在导致PPO熔体流动性能较差的特殊性,单单使用双螺杆挤出机也不能够很好地实现PPO的熔融共混改性,还需要一些辅助手段才能顺利完成。而对于大多数聚合物来说,超临界二氧化碳(SC-CO2)流体是一种良好的增塑剂,能显着提高聚合物熔体的流动性。因此,SC-CO2越来越多的应用在聚合物共混改性中。本论文系统研究了SC-CO2注入对PPO/POE-g-MAH, PPO/HIPS共混体系流变性、加工性及共混物力学性能和微观结构的影响,初步分析平均SC-CO2辅助PPO共混改性的优缺点。本课题用狭缝口模流变仪和在线流变测试系统对PPO、POE-g-MAH、HIPS的流变行为进行了研究。结果表明,SC-CO2的加入降低了PPO的剪切黏度,且随SC-CO2加入量增加,PPO剪切黏度降低幅度增大,与未注气相比,当SC-CO2加入量为4wt%,剪切速率120s-1时,PPO剪切黏度降低36.7%；SC-CO2加入对PPO、POE-g-MAH、HIPS黏度降低影响程度不同,对PPO降黏效果最显着。因此,SC-CO2加入可降低PPO共混体系的黏度比,与未注气相比,SC-CO2加入量为2wt%,剪切速率120s-1时,PPO/POE-g-MAH共混体系黏度比降低15.7%, PPO/HIPS共混体系黏度比降低13.2%,黏度比降低有助于共混体系的分散混合。利用自行研制的在线数据采集系统,分别采集和分析了SC-CO2辅助PPO共混改性过程时,挤出机内熔体压力、扭矩和比能耗的变化。结果表明：SC-CO2加入有助于降低PPO共混体系挤出时熔体压力、扭矩和比能耗。随SC-CO2注入量增大,熔压、扭矩、比能耗的下降幅度增大。与未注气相比,当SC-CO2注入量为4wt%时,PPO/POE-g-MAH共混体系挤出时熔体压力最大降低33.5%,挤出机扭矩最大降低10.77%,比能耗最大降低16.63%。对SC-CO2辅助PPO共混改性得到的样品进行机械性能测试,并采用SEM考察共混物的微观结构。结果表明：SC-CO2的加入使PPO共混体系的冲击强度提高,共混体系的拉伸强度和延伸率降低。与未注气相比,SC-CO2注入量2wt%时,PPO/POE-g-MAH共混体系的冲击强度提高85.6%,达到了79MPa,拉伸强度降低5.3%；SC-CO2的加入有助于聚合物的分散混合,共混体系分散相平均粒径减小,分散相粒径分布宽度指数变窄。与未注气相比,SC-CO2注入量3wt%时,PPO/POE-g-MAH(950：50)共混体系分散相粒径降低43.8%,为0.125um,粒径分布宽度指数降低20.7%。简单分析了注入SC-CO2后,在排气段是否抽真空对共混物挤出加工时熔体压力、挤出机扭矩、比能耗以及力学性能和微观结构的影响。结果表明：与不抽真空时相比,在排气段抽真空,拉伸强度和延伸率提高,冲击强度略有降低,共混物的熔体压力、扭矩、比能耗增大,分散相平均粒径增大,粒径分布宽度指数增大,但与未注气相比,冲击强度提高,分散相平均粒径减小。
鲁春萌[8]2001年在《高粘度熔体泵结构设计理论研究》文中研究说明能源短缺是当今社会面临的首要问题，所以在工业生产的各个部门，开发研制新产品的过程中都把降低消耗和提高产品质量作为首先考虑的问题。高聚物加工行业亦是如此，在过去的十几年中，熔体泵辅助挤出机在聚合物加工中的应用得到了较大的发展。由于其易增压，能显着消除压力波动等优点，应用熔体泵的挤出系统，几乎能加工所有热塑性塑料，并且生产出各种优质产品，如片材、吹塑膜、拉伸膜、管材、桶材和型材等。在许多发达的工业国如美国、日本和德国，熔体泵的开发和应用已经取得了很好的成果。而由于种种原因，我国有关熔体泵技术的研究工作还处于起步阶段。 就是在这种背景下，本课题在阐述了熔体泵的性能特点和输送机理的同时，针对熔体泵设计中的诸难点进行了进一步的剖析，如润滑和密封结构，建立了相应的数学模型，得出了动压反输粘滞密封的计算公式并通过大量的有限元分析，绘制了特定轴承尺寸、物料特性下轴承的转速、承载能力和偏心率的关系曲线(即润滑曲线)。这些理论在化工二厂使用的日本神户制钢所生产的熔体泵中得到了验证。 本文的第一个特点是将单螺杆的熔体输送理论巧妙地应用于动压反输粘滞密封装置中，得出了一套简便易行的计算密封结构尺寸的公式，这部分工作是所查前人文献中所没有的。经实际验证表明，其可靠程度高，基本可以用来指导熔体泵密封装置的设计工作。 本文的第二个特点是作者所提供的润滑曲线，是本文作者首次提出的解决熔体泵非牛顿流体润滑问题的方法。有限元模拟是当今科学领域中普遍应用的一种数学方法，其可靠性得到了广泛的认可和赞同。在滑动轴承中，润滑介质的流动状态很难进行测量，而非牛顿流体的流变行为又非常复杂，所以尝试用其它的方法来描述和求解。本文所给出的润滑曲线是经过大量的计算并得到了实际生产装置的验证，其精度可以满足设计中的要求。 本文的第叁个特点是将动压推力润滑的原理应用到熔体泵中。在确定影响熔体泵容积效率的主要因素为轴向间隙的基础上，以减少磨损、维持设计间隙为前提，比较了几种保证壁面润滑结构的优缺点，并用有限元方法计算出了自制熔体泵特定尺寸和工作条件下的承载效果。 从第叁章的一般设计程序可以看出，本文的另一特点就是提出了一套比较系统的熔体泵设计理论，为以后开发研制各类规格高粘度熔体泵奠定了一定的理论基础。
董奇[9]2007年在《熔体齿轮泵的设计研发与机理研究》文中研究指明聚合物熔体齿轮泵是一种近似的正位移输送设备,具有优良的增压稳压效果。现已广泛应用于薄膜、型材、线缆、片材、复合共挤及大型挤出造粒等生产线上,可加工的物料几乎覆盖了PE、PC、PP、PVC、PET、聚酯、含氟聚合物等大部分高分子材料,成为现代塑料成型加工业的热点。橡胶熔体齿轮泵是近几年在聚合物熔体泵的基础上开发研制成功的,橡胶齿轮泵挤出机可应用于橡胶的过滤、预热、塑化和成型,向压延机进行挤出供料等工艺,可以提供较高的挤出压力和挤出精度,不仅提高了挤出制品的质量,而且具有显着的节能效果。本课题对橡胶熔体齿轮泵的机理和关键技术(诸如轴承润滑、密封和温控等问题)进行了剖析,开发了XCP150/100、XCP120/75两种型号的橡胶熔体齿轮泵,其中一台已完成制造并将投入市场,填补了国内的空白。同时,本研究还追踪国际上熔体齿轮泵研制的最新动向,对“一体化橡胶熔体齿轮泵挤出机”和“年产20万吨级的大型挤压造粒机组用”的GP490型熔体齿轮泵的设计进行了探索,为我国新型和特大型高聚物熔体齿轮泵的研发进行了有益的尝试。本研究采用压力波动最为剧烈的往复式单螺杆销钉挤出机——齿轮泵机组对齿轮泵的稳压原理和效果进行了理论分析和实验研究,研究结果表明：一、通过合理调节工艺参数,改进齿轮泵入口结构,提高齿轮泵入口压力,使齿轮泵入口处于充满状态,可提高往复式单螺杆销钉挤出机——齿轮泵机组的挤出稳定性；二、通过优化熔体齿轮泵齿轮的主要参数,可以降低挤出流量和压力的波动,实现机组的稳定挤出。
于慧洁[10]2007年在《聚苯乙烯的双螺杆挤出微孔发泡成型工艺研究》文中研究说明微孔发泡塑料(microcellular foam plastics，简称MCP)是指泡孔直径在10μm数量级，泡孔密度大于10~8cells／cm~3的新型泡沫材料。MCP以其独特的微孔形态和优异的性能，受到了广泛的关注。本文采用超临界CO_2作为物理发泡剂，超临界CO_2与聚苯乙烯(PS)及其共混物在双螺杆挤出机的混合作用下形成气体／聚合物均相体系，该均相体系通过熔体齿轮泵的增压，产生足够高的熔体压力，经过成型口模之后体系产生很大的压力降及压力降速率，在体系内部产生热力学不稳定，气体从体系中分相，产生了泡孔结构。1．在成型设备方面，主要进行了四个方面的研究工作：自行设计了超临界流体注入系统，实现超临界二氧化碳的稳定和可控注入；对挤出机机筒和注气口进行改进，并设计新型螺纹元件，经过大量试验总结得到适合微孔发泡的螺杆组合形式；通过设计和使用熔体齿轮泵系统，实现了熔体泵送和增压；设计了叁种类型的成型口模，满足微孔发泡成型的要求。2．工艺研究方面：通过大量试验摸索，初步掌握了物料配方、温度、压力、CO_2气量等主要工艺参数对PS及其共混物发泡性能、泡孔尺寸和泡孔结构的影响，在此基础上总结出了针对PS体系的微孔连续挤出发泡成型工艺路线。本研究通过对成型设备改造和工艺控制，实现了PS及其共混物的连续挤出微孔发泡成型。
参考文献：
[1]. 熔体泵—单螺杆排气挤出系统研究[D]. 洪宗跃. 北京化工大学. 2003
[2]. 单螺杆—熔体泵串联挤出系统的研究[D]. 董磊. 北京化工大学. 2004
[3]. 单螺杆挤出机熔体泵串联挤出系统的性能与应用[J]. 李庆春, 董磊. 中国塑料. 2003
[4]. 基于虚拟仪器的挤出机压力反馈动态特性理论及实验研究[D]. 赵卫哲. 北京化工大学. 2007
[5]. 高聚物线型制品挤出设备的控制系统研究[D]. 孙静. 北京化工大学. 2006
[6]. 超临界CO_2/PP挤出发泡工艺研究[D]. 钱敏伟. 北京化工大学. 2007
[7]. 超临界流体辅助聚苯醚共混改性研究[D]. 董芬. 北京化工大学. 2011
[8]. 高粘度熔体泵结构设计理论研究[D]. 鲁春萌. 北京化工大学. 2001
[9]. 熔体齿轮泵的设计研发与机理研究[D]. 董奇. 北京化工大学. 2007
[10]. 聚苯乙烯的双螺杆挤出微孔发泡成型工艺研究[D]. 于慧洁. 北京化工大学. 2007
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