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工艺与设备 罗京科 等·废旧聚苯乙烯泡沫塑料再生造粒的双螺杆挤出机生产线研究
挤出量等于单位时间内螺杆转速与一个 C 形空间体积 却介质带走，需要将筒体的冷却水调小 ；如果冷却能
的 2 倍的乘积再乘上螺纹头数，即 ： 力不够，口模处料温将升高并且很难降低，此时针对
Q max =2m×n×V EPS 物料需要注意物料是否已产生分解。
式中 ： m— 螺纹头数 ； 2.7 过滤
n— 螺杆转数 ； 因废旧 EPS 塑料中含有大量的纸屑、木屑、铝箔、
V— 一个 C 形空间的体积。 沙石等细小杂质，以致在双螺杆挤出生产线在使用过
双螺杆挤出机的实际挤出量还与螺杆组合、加料 程中过滤换网间隔时间短、操作频繁、过滤效果不理
口形状、物料特性、加工温度等因素有关。 想，从而进一步导致其再生造粒的生产效率低、PS 再
2.6.3 扭矩等级 生粒子的含杂质量多、应用范围局限等不利局面。针
同 向双 螺 杆挤 出 机 的传 动 能力 用 比扭 矩 等级 对以上情况，国内外开发研制了众多类型的过滤器，
T=M d /a³ 来表示，其中 M d 为单根螺杆驱动轴的扭矩 如板式过滤器、柱塞式过滤器、反冲洗过滤器、旋转
（N.m），a 为双螺杆挤出机的中心距（cm）。比扭矩等 圆盘式过滤器。但以上过滤器用于含杂质量高的废旧
级 T 越高，表明双螺杆挤出机的产量更高、比能耗更低、 塑料领域时，往往出现过滤换网间隔时间短、操作频
挤出性能更稳定。 繁、过滤效果不理想或者反冲洗去除杂质不彻底、反
Coperion 集团制造的双螺杆挤出机的比扭矩等级 冲洗效率低等缺陷 [2] 。
按照型号分为三大类，如 Coperion 南京制造的 CTE 在 2018 年 CHIANPLAS 2018 国际橡塑展上，
PLUS 系列的比扭矩等级为 7.2，STS MC11 系列的比 奥地利 EREMA 公司、德国 ETTLINGER 公 司、
扭矩等级为 11.3 ； Coperion 德国制造的 ZSK 系列的 NORDSON 公司和意大利 FIMIC 推出的高效新型过
比扭矩等级为 13.5、15 和 18。 滤器，在再生塑料的杂质含量 5%~10% 的情况下，不
2.6.4 功率 仅可实现不停机连续过滤，减少了停机时间，确保了
双螺杆挤出机的功率等于比功耗乘以挤出量，即： 双螺杆主机的稳定运行 ；而且使双螺杆挤出机出料模
头处的压力降低至 3~5 MPa，减少了出料口压力的波
P=S ec ×Q max
式中 ： P— 挤出机的功率 ； 动，使得挤出更加平稳 ；还大幅度减少了物料的损耗，
S ec — 比功率 ； 因杂质过滤而损耗的物料从 3% 降低到了 0.5%。表 1
Q max — 挤出量。 列出了目前行业中适用于废旧塑料领域的高效新型过
[4]
对于大多数再生塑料，比功耗要小于 0.17 kW/kg 。 滤器的主要生产厂商及其相应产品。
如果实际的比功耗高于此值，相当于一部分能量被冷
表 1 高效新型过滤器的主要生产厂商及其相应产品
-1
制造商 过滤器型号 产量 /(kg·h ) 总过滤面积 /cm 2 过滤网类型 过滤网精度 /μm 排料方式
奥地利 Erema 公司 LF 2/350 1 800 1 470 圆盘型 210~250 排料螺杆
德国 Ettlinger 公司 ERF 250 1 800 1 570 圆柱型 210~250 排料螺杆
德国 Nordson 公司 R-Type 250 1 500 1 570 圆柱型 210~250 排料螺杆
意大利 Fimic 公司 RAS 500 1 800 1 912 圆盘型 210~250 卸料阀
2.8 切粒 表 2 水下拉条切粒机与干式拉条切粒机的性能对比
常见的切粒方式有干式拉条切粒、水下拉条切粒、 项目 水下拉条切粒 干式拉条切粒
料条传送 全自动传送 手动拉条
水环切粒、水下切粒和风冷切粒。因配套新型过滤器 料条冷却 浸没 + 喷淋水，2 m 水槽，>5 m
料条硬度 热切，较软 冷切，较硬
后双螺杆挤出机出料模头处的压力仅 3~5 MPa，而水
产量 70 kg/h/ 模孔 25 kg/h/ 模孔
环切粒、水下切粒和风冷切粒需要出料模头处的压力 开机废料 <30 kg/ 天 50~100 kg/ 天
断条 0 300~500 kg/ 天
不低于 6 MPa，故适用于双螺杆挤出机生产线的切粒 长粒子 0 200~300 kg/ 天
方式只有干式拉条切粒和水下拉条切粒二种。 废料总计 30 kg/ 天 550~900 ky/ 天
水下拉条切粒机与干式拉条切粒机相比，具有产
量高、省人工、断条自动接上不产生废料、切粒规则、 3 双螺杆挤出机的螺杆组合设计
螺纹头数、螺杆直径、螺槽深度互不相同的螺纹
不易斜切、水槽短节约空间的优势，其性能对比见表 2。
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