Современное состояние в области роторного смесительного оборудования для переработки полимеров | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Родионов Д. А., Суворина И. В., Шашков И. В., Князев Ю. В. Современное состояние в области роторного смесительного оборудования для переработки полимеров // Молодой ученый. — 2015. — №11. — С. 413-417. — URL https://moluch.ru/archive/91/17945/ (дата обращения: 22.10.2018).

Ни одно производство полимерной продукции не обходится без предварительной переработки сырья. В промышленности приготовление резиновой или пластической смеси включает подготовку материалов их дозирование и перемешивание.

Одним из аппаратов для смешивания полимеров и прочего сырья является роторный смеситель.

Роторный смеситель (например, резиносмеситель) представляет собой электрическую машину, служащую для производства резиновых смесей. Но с помощью этих машин можно производить не только резиновые смеси, но и другие материалы: различные каучуки, пластмассы, такие как ПВХ, и многое другое [1].

До того, как появились резиносмесительные машины, такие смеси производились на вальцах. Вальцы и сейчас используются на этом производстве, но они, несмотря на свою относительную дешевизну, имеют ряд значительных недостатков, в частности, небольшую производительность [2,3].

Роторный смеситель периодического действия представлен на рисунке 1.

Рис. 1. Роторный смеситель периодического действия

Смесительная камера монтируется на чугунной станине 1. В верхней части камеры располагается загрузочное окно, над которым установлена загрузочная воронка 5 с откидывающейся заслонкой 6, передвигаемой пневмоприводом 4. При загрузке смесителя заслонка отклоняется к стенке воронки и открывает отверстие в боковой стенке прямоугольной загрузочной шахты, по которой смешиваемые материалы ссыпаются в смесительную камеру. В прямоугольной шахте расположен верхний затвор 10, установленный на штоке 9 воздушного цилиндра 7 с поршнем 8. При загрузке смесителя затвор перемещается в крайнее верхнее положение, открывая доступ в камеру смесителя. По окончании загрузки затвор опускается вниз и через окно в камере-смесителя давит на находящийся в камере материал, создавая в нем избыточное гидростатическое давление, равное 0,35–0,7 МПа.

Выгрузка готовой смеси производится через нижнее окно в камере, которое во время загрузки и смешения закрыто нижним затвором 14, состоящим из фигурного клина, укрепленного на корпусе пневмоцилиндра 15. Шток 13, на котором установлен поршень пневмоцилиндра, укреплен на станине. Поэтому при подаче воздуха в одну из полостей цилиндра последний вместе с клином перемещается по направляющим под смесительной камерой, закрывая или открывая камеру снизу. Подача сжатого воздуха в цилиндр осуществляется через каналы, просверленные в штоке 13.

Процесс ламинарного смешения сопровождается интенсивным тепловыделением. Для отвода тепла смеситель имеет систему охлаждения. Роторы охлаждают конденсатом, поступающим во внутреннюю полость по трубам 16 и разбрызгиваемым по всей полости ротора через установленные на трубке форсунки. Из роторов охлаждающая вода сливается через воронку 17 и поступает в установленную на линии стока воронку 12.

Привод ЗРС осуществляется, как правило, от синхронных электродвигателей большой мощности через редуктор с помощью шарнирной муфты 21 [1].

Вначале в камеру загружается каучук, который подвергается процессу пластикации. Пластикация повышение пластичности, а повышается она путем деформации и сдавливания каучуковой массы в зазоре между роторами, которые при этом вращаются навстречу друг другу. Масса сдавливается, наматывается на роторы, режется и снова сдавливается, при этом перемешивание происходит более-менее равномерно, что очень важно, так резиновая смесь должна быть однородной. В процессе участвует вся масса, расположенная в объеме камеры.

После завершения процесса смешивания резиновая смесь охлаждается и направляется на другую машину. Обычно резиносмесители используют в составе производственных линий, в которые подключены другие машины — к примеру, для производства автомобильных шин или же резиновых сапог.

Резиносмесители разделяются на резиносмесители с тангенциальными роторами –бенбери (рис. 2,а; рис. 3, а)и со взаимозацепляющимися (взаимопроникающими) роторами — интермикс (рис. 2,б; рис. 3, б).

Отмечены принципиальные различия между смесителями этих двух типов: в резиносмесителях с тангенциальными роторами резка материала осуществляется на участке между ротором и кожухом, т. е. по тангенциальному принципу, а в резиносмесителях со взаимозацепляющимися роторами резка осуществляется между двумя роторами, т. е. по взаимопроникающему принципу.

Одной из основных черт взаимопроникающего ротора в отличие от тангенциального является то, что при этой конфигурации смешение частично осуществляется между лопастью ротора и корпусом соседнего ротора, что близко к резке, которая типична для валковых смесителей. Разница скоростей в зоне ламинирования, благодаря которой обеспечивается дисперсия ингредиентов, достигается при равенстве угловых скоростей за счет разности радиусов между лопастью одного ротора и корпусом другого ротора. Такое же явление разности тангенциальных скоростей, как правило, имеется и при работе вальцов за счет фрикций.

Использование взаимопроникающих роторов придает камере смешивания конфигурацию, обладающую выигрышным соотношением поверхности и объема. Это означает, что по сравнению с тангенциальными системами такие системы при равном внутреннем объеме смесителя обладают большей поверхностью для теплообмена.

Таким образом, при одинаковом свободном объеме камеры, диаметр камеры со взаимозацепляющимися роторами будет больше; также больше должна быть мощность привода и, следовательно, цена резиносмесителя.

Для шинной промышленности, где рецептура смеси меняется мало, в основном используются резиносмесители с тангенциальными роторами — 2-х, 3-х и 4-х лопастными. 4-х лопастные роторы обеспечивают большую интенсивность перемешивания.

Конструкция резиносмесителей со взаимозацепляющимися роторами больше используется при производстве резинотехнические изделия, где часто меняется рецептура смесей, а также для производства фторкаучуков [4].

Рис. 2. Схематичное изображение роторов

 

Рис. 3. Наглядное изображение роторов

 

Из современного смесительного обрудования можно отметить резиносмеситель для жестких резин с роторами типа интермикс (рис. 4) и резиносмеситель типа бэндери (рис. 5).

Рис. 4. Резиносмеситель для жестких резин с роторами типа интермикс

 

Резиносмеситель с роторами типа интермикс обладает надежностью, экономической эффективностью и ремонтопригодностью. Он оснащён plc системой управления: ручное и автоматическое управление, простое переключение, время и контроль за температурой, управление качеством смешивания каучука, сокращение времени поддержки и уменьшение трудозатрат.

Резиносмеситель с роторами типа интермикс обеспечивает: быстрый нагрев, что увеличивает эффект разнообразия и улучшает качество каучука при условии не воздействия на физические свойства и механические свойства состава; хороший смешивающий эффект при низкой температуре; хорошую способность охлаждения, что уменьшает число стадий смешивания и сокращает стоимость управления; улучшенный эффект охлаждения, увеличивает эффективность передачи высокойтемпературы.

Резиносмеситель с роторами тангенциального типа, обладает высокой надежностью, экономической эффективностью и ремонтопригодностью.

Резиносмеситель типа бэндери обеспечивает высокую степень заполнения, высокую скорость подачи, высокую эффективность производства.

Ротор выталкивает материалы с середины к двум концам пластины под относительно маленьким винтовым углом для того, чтобы формировать главный цикл и усилить смешивающийся эффект.

Передний и задний углы ротора после улучшенного автоматизированного проектирования могут увеличивать температуру в предварительной стадии с цельюувеличения размола и эффект дисперсии и быстро проводить обмен высокой температурой.

Рис. 5. Резиносмеситель типа бэндери

 

Таким образом, роторные смесители периодического действия активно используются в полимерной промышленности, так как с помощью этих машин можно производить переработку не только резиновых смесей, но и другие материалов: различные каучуки, пластмассы (такие, как ПВХ), и т. п.

 

Литература:

 

1.      http://rezinosmesitel.narod.ru/

2.      Разработка валково-шнекового агрегата для переработки вторичных термопластов / Примеров О. С., Макеев П. В., Клинков А. С. Молодой ученый ежемесячный научный журнал № 4(63)/2014, С 244–247

3.      Пат. РФ 2417881 RU С2 B29B 7/64. Валково-шнековый агрегат / А. С. Клинков, П. В. Макеев, М. В. Соколов, Д. Л. Полушкин, В. Г. Однолько:Тамб. гос. техн. ун-т. — № 2009100295/05;заявл. 11.01.2009; опубл. 20.07.2010, Бюл. № 20.

4.      Гуреев С. С., Макеев П. В., Клинков А. С., Сравнительный анализ двух методов определения суммарной деформации сдвига в рабочих пространствах двухроторных смесителей с овальными рабочими органами / Молодой учёный. Ежемесячный научный журнал. № 6 (29), Том 1 — Чита, 2011., С. 32–37

Основные термины (генерируются автоматически): ротор, роторный смеситель, ротор типа, смесительная камера, периодическое действие, загрузка смесителя, резиновая смесь, материал, камера, экономическая эффективность.


Похожие статьи

Автоматизация системы управления процесса приготовления...

охлаждающая вода, смесительная камера, изменение подачи, показатель эффективности, технологический процесс, рецептурная карта, масса ингредиентов, процесс, однородная резиновая смесь, допустимый придел.

Математическая модель непрерывного смесителя в производстве...

В производстве битумных вибродемпфирующих материалов битумная смесь готовится в дискретных смесителях, из которых по входам 1,2 (рис 1.) подается в непрерывный

Методика (математическая модель) расчета энергетических характеристик ротора Савониуса.

Современные представления о перспективных смесителях...

Известен смеситель [8], который работает следующим образом (рисунок 2): после загрузки материала А через карман 10 и материала Б через карман 11 во внутреннюю полость корпуса 1, при вращении камеры смешения 4 и шнека 2 материал А и Б перемещается вверх по...

Расчетно-теоретические предпосылки к обоснованию...

лингвокультурная компетенция, лопасть, барабанный смеситель, стенка барабана, внутренняя стенка барабана, производительность смесителя, непрерывное действие, смесительная камера.

Использование резиновой крошки для улучшения качественных...

Шнеки вращаются с разной скоростью, обеспечивая очень высокую эффективность взаимодействия газовой смеси с резиновой крошкой.

— 145 с. 11. Смеситель непрерывного действия для композиционных строительных материалов на основе нефтяных...

Совершенствование измельчающих рабочих органов машин по...

Длина фракций измельченного материала в стандартной комплектации составляет от 8 до 12 см или 7–8 см при использовании усиленного ротора

Основной рабочий орган в измельчителе рулонов ИР-8 — барабан-измельчитель, расположенный в передней части камеры, с помощью...

Методика (математическая модель) расчета энергетических...

Но ротор Савониуса имеет важный отрицательный момент — это низкая эффективность его работы. Не смотря на то, что данный тип ротора имеет большой пусковой

Математическая модель непрерывного смесителя в производстве битумных вибродемпфирующих материалов.

Влияние условий обработки резиновой крошки на степень её...

В процессе тепловой обработки резиновой крошки в термокамере осуществлялось её периодическое перемешивание.

5. Смеситель неприрывного действия для композиционных строительных материалов на основе нефтяных битумов/Забавников М. В., Беляев П. С...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Автоматизация системы управления процесса приготовления...

охлаждающая вода, смесительная камера, изменение подачи, показатель эффективности, технологический процесс, рецептурная карта, масса ингредиентов, процесс, однородная резиновая смесь, допустимый придел.

Математическая модель непрерывного смесителя в производстве...

В производстве битумных вибродемпфирующих материалов битумная смесь готовится в дискретных смесителях, из которых по входам 1,2 (рис 1.) подается в непрерывный

Методика (математическая модель) расчета энергетических характеристик ротора Савониуса.

Современные представления о перспективных смесителях...

Известен смеситель [8], который работает следующим образом (рисунок 2): после загрузки материала А через карман 10 и материала Б через карман 11 во внутреннюю полость корпуса 1, при вращении камеры смешения 4 и шнека 2 материал А и Б перемещается вверх по...

Расчетно-теоретические предпосылки к обоснованию...

лингвокультурная компетенция, лопасть, барабанный смеситель, стенка барабана, внутренняя стенка барабана, производительность смесителя, непрерывное действие, смесительная камера.

Использование резиновой крошки для улучшения качественных...

Шнеки вращаются с разной скоростью, обеспечивая очень высокую эффективность взаимодействия газовой смеси с резиновой крошкой.

— 145 с. 11. Смеситель непрерывного действия для композиционных строительных материалов на основе нефтяных...

Совершенствование измельчающих рабочих органов машин по...

Длина фракций измельченного материала в стандартной комплектации составляет от 8 до 12 см или 7–8 см при использовании усиленного ротора

Основной рабочий орган в измельчителе рулонов ИР-8 — барабан-измельчитель, расположенный в передней части камеры, с помощью...

Методика (математическая модель) расчета энергетических...

Но ротор Савониуса имеет важный отрицательный момент — это низкая эффективность его работы. Не смотря на то, что данный тип ротора имеет большой пусковой

Математическая модель непрерывного смесителя в производстве битумных вибродемпфирующих материалов.

Влияние условий обработки резиновой крошки на степень её...

В процессе тепловой обработки резиновой крошки в термокамере осуществлялось её периодическое перемешивание.

5. Смеситель неприрывного действия для композиционных строительных материалов на основе нефтяных битумов/Забавников М. В., Беляев П. С...

Задать вопрос