兩段式螺桿擠出機的排氣原理和方法
排氣式或兩段式螺桿擠出機只有在加工含有揮發(fā)性組分的材料時(shí)才有意義，因為這些易揮發(fā)的組分需要在加工過(guò)程中排出去，以確保產(chǎn)品的最終質(zhì)量。在加工過(guò)程中，如果排出了揮發(fā)性物質(zhì)，表明這些螺桿本身存在一定的缺陷：首先也非常重要的是，排氣孔的泄漏問(wèn)題；其次，需要在螺桿上考慮排氣口的設計位置，而這往往會(huì )損失產(chǎn)率；第三，若填充不滿(mǎn)，很容易使排氣孔處受到外界的污染；最后，如果排氣螺桿最后的計量段沒(méi)有完全充滿(mǎn)，螺桿會(huì )表現得極其不穩定。
那么，排氣螺桿怎樣實(shí)現排氣功能的？首先，排氣螺桿將熔體壓力降低至大氣壓，從而確保聚合物不會(huì )由于氣壓差的原因而從排氣孔中溢出。這可以通過(guò)增大排氣孔下的螺槽體積來(lái)實(shí)現，這樣即使是部分填充的情況下仍然能夠確保最終的產(chǎn)量。
兩段式螺桿本質(zhì)上是位于同軸上的兩段螺桿。第一根螺桿發(fā)揮常規螺桿的作用，即完成喂料、熔融和向前輸送聚合物等工作。第二根螺桿也進(jìn)行同樣的工作，只是熔融進(jìn)料是由第一根螺桿完成的。在整個(gè)過(guò)程中，第一根螺桿不存在排出壓力（head pressure），而第二根螺桿則需要克服來(lái)自模頭和所有其他下游組件的排出壓力。為了防止螺桿的排氣段被堵塞，第二根螺桿處理物料的能力要高于第一根。另外，要確保兩段式螺桿設計的合理性，還需要了解聚合物的黏度，兩段螺桿處理物料的能力以及螺桿頂部的排出壓力。簡(jiǎn)單地用兩根螺桿的螺槽深度比來(lái)衡量顯然是不夠的。
要保證正確的排氣且不泄漏，不能僅依賴(lài)于螺桿的設計。料筒的排氣開(kāi)口處還必須預留出分流器的位置，該分流器的主要作用是確保聚合物熔體遠離排氣開(kāi)口，否則排氣口很快會(huì )被熔體填充。實(shí)際上，分流器的設計不僅要科學(xué)，而且更像是一種藝術(shù)，雖然其形狀各有不同，但工作原理都一樣。
顯然，由于分流器的存在，使得聚合物不會(huì )阻塞排氣口，螺桿是處于部分被填充的狀態(tài)。盡管如此，仍然會(huì )有部分聚合物粘附在機筒壁上而無(wú)法向前移動(dòng)。聚合物不會(huì )輕易地從機筒壁上落下，因此，很好地平衡分流器的腔內體積和熔體槽的寬度十分必要，因為這樣能夠成比例地增強第一級螺桿處理物料的能力。熔體槽的形狀取決于聚合物的黏度，但一般而言，如果熔體粘附在機筒壁的比例超過(guò)通道寬度的1/3，就很難保持排氣口通暢。
大多數排氣口位于擠出機的左側。這是因為，頂部排氣口雖然同樣能夠很好地工作，但如果存在通氣流量，熔體會(huì )布滿(mǎn)整個(gè)料筒內，從而致使排氣不暢。右側排氣口的設置會(huì )利用重力作用將殘余在分流器腔內的物料牽引至排氣口處，致使排氣口的維護保養更加困難，特別是擠出機停止運行時(shí)。
比起螺桿，通風(fēng)流量的存在更多可能是由于分流器的設計導致的。通過(guò)觀(guān)察物料從排氣口流出的狀態(tài)，通?？梢耘袛鄦?wèn)題出在哪里。如果螺桿的設計使得太多的聚合物滯留于排氣口處，那么物料更傾向于以一種穩態(tài)細流的狀態(tài)流出排氣口，而分流器的不合理設計則更傾向于以脈沖運動(dòng)的方式流出，這實(shí)際上和螺桿的轉速是吻合的。
通過(guò)優(yōu)化設計，可以使螺桿的排氣段更好地去除揮發(fā)物，如除去極易吸濕性樹(shù)脂的揮發(fā)物質(zhì)。另一種方法是制造一個(gè)帶有兩個(gè)排氣段的三級螺桿，從而成倍增大排氣段的面積。另外，真空泵的使用也有助于在低的蒸汽壓下移除殘余的揮發(fā)物。
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