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双螺杆挤出机80年来都改变了什么

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双螺杆挤出机80年来都改变了什么

发布日期:2018-01-21 作者:挤出机 点击:

整整80年前,塑界发生了一件大事——真正能够制造出聚合物加工用的双螺杆挤出机,诞生了!

80年过去了,双螺杆挤出机已经得到了广泛应用,许多行业都能看见它的身影。例如:高分子合金共混、PVC管材、食品行业、制药行业等。接下来,我们谈谈双螺杆挤出机的发展历程。

从单到双,应用范围大大提升

早在19世纪中叶,挤出机就已经在工业生产中普遍应用了。但那时候的挤出机都属于单螺杆挤出机,主要应用在瓷器黏土、橡胶、食品工业三大领域。

人们发现,单螺杆挤出机输送物料的效率受介质本身的流变性能影响很大,并且,螺槽根部的物料滞留严重,所以发明家们一直在寻找可以解决上述问题的方案。

土爆了对不对?然而,他就是世界上第一个提出真正意义上的双螺杆挤出机的人。双螺杆挤出机的发明,将挤出机在工业生产中的应用大大提升了。当然,改进仍在继续。

历史转折,双螺杆挤出机取代液压机

80年前,也就是1938年,意大利LMP公司创始人RobertoColombo首次真正制造出聚合物加工用的双螺杆挤出机,并且用来制造PVC管材。

这是一个历史性时刻!因为此前,PVC管材都由液压机压制成型的。从那一刻开始,液压机开始被双螺杆挤出机取代。而这,还只是双螺杆挤出机的初尝试。

Colombo Roberto在美国申请的一系列专利中的一篇——screw press for mixing and extruding plastic materials(1951)

由上图可见,Colombo的螺杆全部由输送元件组成,这是因为他的设计初衷是挤出成型,所以并没有考虑混合效率的问题。

1939年,Colombo对双螺杆挤出机进行改进,最大直径做到109mm。同年,他获得了第一个客户——德国IG法本公司。双螺杆挤出机开始得到市场认可。

不过,此时双螺杆挤出机的制造与应用还没有达到科学性的高度,可以说应用远远领先于理论。

继续改进,克服又一个难题

直到1940年代,一支由数学家、物理学家、工程师和一批机械专家组成的队伍,在德国萨克森-安哈尔特州的IG工厂,开始了系统性研究这类啮合同向双螺杆挤出机。其中就有大名鼎鼎的W.Meskat,A.Geberg和Rudolf Erdmenger。(不会念这些名字?没关系,看个意思就行)

他们的任务是,开发出一台可以用来处理高粘度体系混合问题的化工设备。

大家知道,单螺杆挤出机最大的缺陷在于其输送能力与输送介质流变特性非常相关,为了克服这一难题,他们再次把注意力放在了同向啮合双螺杆挤出机。

技术突破,聚合物共混挤出机首次量产

1950年代,有了数年的研究积累,W.Meskat和R.Erdmenger等人把双螺杆挤出机的一些关键性参数进行定义并整理,使挤出机的理论研究走向规范化。下为数篇专利中的一篇,可以看出,当时的挤出机已经以单头元件为主,专利中还公开了啮合元件的应用。

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