屏障型螺杆就是在普通螺杆的某一位置设置屏障段,使未熔物料不能通过,并促使未熔物料彻底熔融和均化的一种新型螺杆,典型的屏障段有直槽形、斜槽形和三角形等。
(1)屏障段的基本结构 图4-13所示为直槽屏障段,在一段外径等于螺杆直径的圆柱上交替开出数量相等的进、出料槽,进、出料槽之间的凸棱与圆柱面形成一个间隙C,C称为屏障间隙,这是每一对进、出料槽的唯一通道,这条凸棱称为屏障棱。
(2)屏障型螺杆的结构原理当物料从熔融段进入均化段后,含有未熔物料的熔体流到屏障段时,被分成若干股料流进入屏障段的进料槽,此时,只有熔体和粒径小于屏障间隙C的未熔物料能越过屏障棱进入出料槽,粒径小的未熔物料在越过屏障棱时受到强烈的剪切而熔融,从而保证在出料槽中的物料均为熔体。另外,由于在进、出料相中的物料一方面做轴向运动,另一方面因螺杆的旋转作用又使这些物料做圆周运动,这两种运动使物料在进、出料槽中形成漩涡状环流运动,其结果是进料槽中的已物料和未熔物料进行热交换,促使未熔物料熔融;在出料槽中的熔体则进一步得到混合和均化。
(3)屏障型螺杆的特点从理论上来说,这种屏障段是以剪切作用为主,混合作用为辅的元件。如果设计得当,这种屏障型螺杆的产量、质量、名义比功率等项指标都优于普通螺杆。从制造方面来说,比分离型螺杆容易,而且屏障段是用螺纹连接于螺杆主体上,替换方便,可
以得到最佳匹配来改造普通螺杆,它适于加工聚烯烃类物料。
(4)屏障型螺杆的发展 自从 1967 年出现第一个直槽屏障型螺杆以来,又发展了各种变型的屏障段或屏障头。图4-14(a)所示为斜槽屏障段,由于斜槽结构,增加了对物料的推进作用。图4-14(b)所示为三角屏障段,其进料槽的宽度由宽变窄,出料槽的宽度则由窄变宽,这种结构使物料在越过屏障棱之前起压缩作用,之后则起膨胀作用,有利于物料的混合与塑化。
屏障段可以是一段,也可以将两个屏障段串接起来,形成双屏障段,如图4-15所示。