Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow ОБОРУДОВАНИЕ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ ЗАВОДОВ ПЛАСТМАСС
Посмотреть оригинал

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ

Под измельчением понимают процесс разрушения кусков твердого материала до заданных размеров.

В технологии переработки пластмасс измельчение используют:

  • • при подготовке исходных компонентов композиционных материалов;
  • • измельчении полимерных материалов при их использовании в специальных технологических процессах;
  • • повторном использовании полимерных материалов.

Измельчение полимерных отходов — это формирование частиц подходящего размера и формы для уменьшения объема и гомогенизации потока сырья, одновременно — это шаг переработки для последующего использования материала.

Твердый материал можно разрушить и измельчить до частиц желаемого размера раздавливанием, раскалыванием, разламыванием, резанием, распиливанием, истиранием, ударом и различными комбинациями этих способов (рис. 2.1).

Способы измельчения

Рис. 2.1. Способы измельчения:

а — раздавливание; б — раскалывание; в — разламывание; г — резание; д — распиливание; е — истирание; ж — стесненный удар; з — свободный удар

Раздавливание (рис. 2.1, а) — тело под действием нагрузки деформируется по всему объему и, когда внутреннее напряжение в нем превысит предел прочности при сжатии, разрушается. В результате такого разрушения получают частицы различного размера и формы.

Раскалывание (рис. 2.1, б) — тело разрушается на части в местах концентрации наибольших нагрузок, передаваемых клинообразными рабочими элементами измельчителя. Образующиеся при этом частицы более однородны по размерам и форме, хотя форма, как и при раздавливании, непостоянна. Способ раскалывания по сравнению с раздавливанием позволяет регулировать величину получаемых частиц.

Разламывание (рис. 2.1, в) — тело разрушается под действием изгибающих сил. Размеры и форма частиц, получающихся при разламывании, примерно такие же, как и при раскалывании.

Резание (рис. 2.1, г) — тело делится на части заранее заданных размеров и формы. Процесс полностью управляемый.

При распиливании (рис. 2.1, д) результаты получаются такие же, как и при резании. Процесс полностью управляем, и частицы имеют заранее заданные размер и форму.

Истирание (рис. 2.1, е) — тело измельчается под действием сжимающих, растягивающих и срезающих сил. При этом получают мелкий порошкообразный продукт.

Удар (рис. 2.1, ж) — тело распадается на части под действием динамической нагрузки. При сосредоточенной нагрузке получается эффект, подобный тому, что происходит при раскалывании, а при распределении нагрузки по всему объему эффект разрушения аналогичен раздавливанию.

Различают разрушение тела стесненным и свободным ударом. При стесненном ударе (рис. 2.1, ж) тело разрушается между двумя рабочими органами измельчителя. Эффект такого разрушения зависит от кинетической энергии ударяющего тела. При свободном ударе (рис. 2.1, з) разрушение тела наступает в результате столкновения его с рабочим органом измельчителя или другими телами в полете. Эффект такого разрушения определяется скоростью их столкновения независимо от того, движется разрушаемое тело или рабочий орган измельчителя.

Из перечисленных способов для промышленного измельчения пригодны раскалывание, разламывание, раздавливание, истирание и удар.

Выбор метода измельчения и конструкция оборудования определяются характером разрушения полимера:

  • • хрупкие материалы измельчают преимущественно раздавливанием, ударом, срезом;
  • • пластичные материалы — срезом и истиранием.

Раскалывание применяют для получения кусковых материалов; разламывание обычно сопутствует другим способам при крупном, среднем и мелком измельчении, а разрезание и распиливание применяют в тех случаях, когда нужно получить куски материала определенного размера и заданной формы. Истирание применяют для тонкого измельчения мягких и вязких материалов.

В большинстве видов оборудования для измельчения эти процессы накладываются друг на друга.

Выбор усилия зависит от крупности и прочности материала. По этому показателю все измельчаемые материалы делятся на три класса: с низкой (до 10 МПа), средней (от 10 до 50 МПа) и высокой (свыше 50 МПа) механической прочностью.

Процесс измельчения в зависимости от размеров частиц исходного материала и готового продукта подразделяется на следующие группы [1].

Вид измельчения

dH, мм

dK, мм

Крупное

150—250

25—250

Среднее

25—150

5—20

Мелкое

5—25

1—5

Тонкое

1—5

0,005—1,0

Коллоидное

ОД—0,2

10-*

В технологии переработки пластмасс встречаются все перечисленные группы. Крупное измельчение, как правило, связано с дроблением крупногабаритных отходов производства изделий методом термоформования, коллоидное — с получением порошкообразных полимеров, а также с подготовкой пигментов и красителей.

Основные характеристики процесса:

  • • изменение дисперсности;
  • • степень измельчения — отношение среднего размера кусков (зерен) исходного материала (dH) к среднему размеру кусков (зерен, частиц) измельченного продукта (dK):

• удельные энергетические затраты (в кВт-ч на 1 т продукта).

Главные характеристики продукта измельчения — гранулометрический состав (в %) и удельная поверхность (в см2/г).

При измельчении материалов необходимо соблюдать основное правило: не измельчать ничего лишнего.

Из этого правила вытекают следующие положения:

  • • измельчение любого материала необходимо вести только до той степени измельчения, которая требуется для дальнейшей его переработки или применения;
  • • частицы материала, измельченные до требуемого размера, должны немедленно удаляться из машины;
  • • процессу измельчения должен предшествовать процесс классификации;
  • • измельчение по возможности должно быть «свободным», т.е. не должно осложняться побочными процессами;
  • • только преодоление сил сцепления между частицами измельчаемого материала является полезной работой, затрачиваемой на измельчение;
  • • при большой степени измельчения следует вести процесс в несколько приемов.

Независимо от характера измельчающих усилий, степени измельчения и свойств исходных материалов ко всем измельчающим машинам предъявляются следующие общие требования:

  • • равномерность величины кусков измельченного материала;
  • • немедленное удаление измельченных кусков из рабочего пространства;
  • • наименьшее пылеобразование;
  • • непрерывная и автоматическая разгрузка;
  • • возможность регулирования степени измельчения;
  • • возможность легкой смены быстро изнашивающихся частей;
  • • низкий расход энергии на единицу продукции.

Разнообразие форм, размеров и специфических свойств пластмасс,

поступающих на измельчение (пленки, контейнеры, бутылки, канистры и т.д.), обусловливают большее разнообразие конструкций измельчителей.

Все измельчающие машины можно классифицировать по степени измельчения и характеру измельчающих усилий. Наиболее простой и распространенной является классификация по степени измельчения, согласно которой все измельчающие машины объединяют в три группы:

  • • машины для крупного (предварительного) дробления;
  • • машины для среднего и мелкого дробления;
  • • машины для тонкого измельчения (размола) [2].

Измельчение может осуществляться периодически либо непрерывно. Периодический процесс применяют при небольших масштабах производства, так как он сравнительно малоэкономичен, сопровождается сильным нагреванием (измельчение происходит в замкнутом объеме) с агрегированием обрабатываемого материала и дает возможность получать продукт только широкого гранулометрического состава, содержащий значительные количества мелких и крупных фракций. Непрерывный процесс осуществляют по двум основным схемам. При работе в открытом цикле, используемом чаще всего для грубого и среднего измельчения, материал проходит через измельчитель только один раз, не возвращаясь в него, и также характеризуется широким гранулометрическим составом.

Для мелкого и тонкого измельчения материалов часто применяют агрегаты, работающие по замкнутому циклу с непрерывным отбором тонкой фракции, это обеспечивает наилучшие показатели по качеству продукта, производительности оборудования и энергетическим затратам. При такой схеме измельчения целевая фракция отбирается после классификации и выдается как готовый продукт, а материал с кусками, превышающими допустимые размеры, многократно возвращается в машину на доизмельчение.

Для крупного измельчения используют одностадиальные схемы, которые просты в регулировании и обслуживании, легко автоматизируются и требуют меньших капитальных затрат.

При высокой степени измельчения резко возрастает расход энергии. С целью его снижения процесс осуществляют в несколько стадий (обычно в две, реже в три), направляя материал в установленные последовательно дробилки или мельницы для грубого, среднего и тонкого измельчения [3].

Хрупкие отходы производств переработки термореактивных полимерных материалов измельчают преимущественно раздавливанием и ударом. Крупногабаритные изделия предварительно дробят в щеко- вых и валковых дробилках, а малогабаритные — измельчают в молотковых и роторных дробилках.

 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы