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

Смесители объемного смешения.

В смесителях этой группы смешиваемые компоненты перемещаются рабочими поверхностями мешалки по всему внутреннему объему смесителя отдельными блоками хаотически. Блоки из частиц одного компонента, попадая под действие лопастей мешалки, разрезаются на части, которые затем разносятся в разные места внутреннего объема смесителя. Процесс разрушения блоков и их перераспределение в пространстве в конечном итоге приводят к смешению компонентов.

В смесителях объемного смешения скорость процесса смешения зависит в основном от числа одновременно существующих поверхностей сдвига в массе сыпучего материала и скорости относительного перемещения материала в месте сдвига. В большинстве случаев процесс смешения в смесителях этой группы интенсифицируют увеличением поверхностей сдвига; для этого увеличивают число лопастей или число витков у ленточных мешалок. Для уменьшения энергозатрат принимают небольшую частоту вращения мешалки. Конструкция мешалки должна обеспечить хаотическое перемещение смешиваемого материала по всему рабочему объему смесителя.

К наиболее распространенным смесителям объемного смешения относятся ленточный смеситель и двухроторный смеситель с Z-образными лопастями.

Ленточный смеситель типа Лн-200 (рис. 1.7) состоит из следующих основных частей: корпуса 1, ротора б, привода 2 ротора, разгрузочного затвора 4, пневмоцилиндра 3, станины 5. Корпус смесителя цилиндрической формы имеет плоские крышки, люки А и Е, предназначенные для осмотра и чистки внутренней части смесителя, и ряд технологических штуцеров: Б и Д— для подачи жидких добавок, В — для отсоса воздуха в моменты загрузки, Г— для загрузки компонентов смеси, К— для спуска промывных жидкостей, И—для осмотра клапана, 3—для выгрузки смеси, Ж — для обдувки клапана.

Ротор смесителя состоит из вала, на котором закреплены два ряда спиральных лент. Наружные ленты в процессе смешения перемещают материал в центральную часть корпуса, а внутренние — к его торцовым крышкам. Для этого ленты разделены на две части с разным направлением спиралей. Ротор вращается с частотой 3,27 об/с. Привод ротора состоит из электродвигателя, редуктора и соединительных муфт. Мощность привода 15 кВт.

Частоту вращения ротора в ленточных смесителях принимают с таким расчетом, чтобы окружная скорость верхней кромки наружной ленты была равна 1,2 м/с. Зазор между наружными кромками ленты большего диаметра и внутренней поверхностью корпуса не должен превышать 3 мм.

Время смешения в ленточных смесителях 1—6 ч.

Рекомендуемая область применения ленточных смесителей — смешение сыпучих материалов, а также сыпучих материалов с небольшими добавками жидкого компонента, вводимого в смеситель в распыленном виде.

Роторы со шпорообразными лопастями применяются в многочисленных разновидностях смесителей для смешения сыпучих, увлажненных, вязких, пастообразных и густых химических про-

Ленточный смеситель типа Ли-200

Рис. 1.7. Ленточный смеситель типа Ли-200

дуктов. Они получили распространение как в конструкциях смесительных машин с периодическим циклом работы, так и в смесителях непрерывного действия.

Роторы со шпорообразными лопастями для смесителей непрерывного действия в настоящее время не нормализованы, изготавливаются различными заводами и отличаются большим разнообразием конструкций.

В ряде конструкций смесительных машин непрерывного действия наряду с вращением лопастных роторов применяются дополнительные движения, например придается вращение смесительному корпусу или используются вибрационные устройства, которые обеспечивают более интенсивное выполнение того или иного технологического процесса.

На рис. 1.8 представлена комбинация роторов со шпорообразными лопастями, выполняющими операции непрерывного смешения сыпучих и пастообразных химических продуктов.

Компоненты равномерно загружаются в смесительную камеру 7 через загрузочный люк 3. При вращении роторов 9 продукт подается винтовыми лопастями 4 вдоль оси смесителя, активно перемешивается лопастями 8 и выходит через выгрузочный люк 1. Винтовые лопасти 2 предотвращают движение продукта к стенке корпуса и способствуют более плавной его выгрузке. Привод смесителя осуществляется от редуктора через муфту 6. Вращение второму лопастному ротору передается от зубчатого колеса 5. В некоторых подобных конструкциях смесительный корпус устанавливается на вибрационных устройствах.

На рис. 1.9 представлен ротор со шпорообразными лопастями, используемый для смешения сыпучих материалов. Смешиваемые ингредиенты загружаются через загрузочный люк 7 и шнеком 8, установленным на рабочем роторе, транспортируются в смесительный корпус 5. Корпус, имеющий цилиндрическую форму, установлен в роликах 3 и опирается на приводные ролики 11, от которых получает вращение.

Комбинация роторов со шпорообразными лопастями

Рис. 1.8. Комбинация роторов со шпорообразными лопастями

Ротор со шпорообразными лопастями для смесителя сыпучих материалов

Рис. 1.9. Ротор со шпорообразными лопастями для смесителя сыпучих материалов

На рабочем роторе укреплены лопасти 6, имеющие V-образную форму, которые при быстром вращении разбрасывают материал, создавая вихревой поток материала, направленный к выгрузному шнеку 2, и далее материал направляется в выгрузной люк 1.

Лопастной ротор приводится в движение от электродвигателя через соединительную муфту 10. От зубчатого колеса 9 получают вращение приводные ролики 11. Вся установка смонтирована на сварной раме 12. Чистка корпуса осуществляется через люки, закрываемые крышками 4.

Интенсивность перемешивания продукта в подобных смесителях обеспечивается не только за счет быстрого вращения лопастей, но и за счет вращения цилиндрического корпуса. Подобные смесительные устройства позволяют производить качественное перемешивание сыпучих ингредиентов.

В двухроторных лопастных смесителях перемешивающие устройства представляют собой два ротора, вращающихся в смесительной камере. Двухроторные смесители отличаются большим разнообразием конструкций. Их можно применять для приготовления с подогревом или охлаждением пастообразных масс, для смешения сыпучих материалов с небольшими добавками жидкости, а также для пластикации композиционных полимерных материалов. Конструкция этих смесителей зависит от их назначения. Основными конструктивными элементами двухроторных смесителей является рабочая камера, в которой с разной скоростью навстречу друг другу вращаются два ротора, имеющие в зависимости от назначения различную конфигурацию.

На рис. 1.10 показана конструкция двухроторного смесителя с Z-образными л о п астя м и и опрокидывающейся рабочей камерой. Такие смесители предназначены для приготовления с подогревом или охлаждением пастообразных масс. Смеситель состоит из рабочей камеры 14 и двух Z-образных роторов 8, вращающихся в противоположных направлениях с различ-

Двухроторный смеситель с Z-образными лопастями

Рис. 1.10. Двухроторный смеситель с Z-образными лопастями

ными угловыми скоростями. Рабочая камера снабжена крышкой 7 с быстродействующим затвором 6.

Роторы приводятся во вращение электродвигателем 1, связанным через муфту 3 и цепную передачу 4 с приводными шестернями, установленными на станине 2. Материал загружается в рабочую камеру смесителя при снятой крышке 7. Для выгрузки готового продукта камера опрокидывается гидроцилиндром 15, работающим от гидроагрегата с электродвигателем 5. Для облегчения снятия крышки предусмотрен противовес 13. Температурный режим перемешивания поддерживается теплоносителем, для подвода и отвода которого используют штуцеры 10 и 9. В смесителе имеются также технологический штуцер для ввода жидких компонентов 11 и воздушник 12 для удаления летучих составляющих из рабочей камеры вакуумированием.

В последние годы получили распространение двухроторные смесители с реверсивным червяком. Отличительная особенность этого типа смесителя по сравнению с рассмотренными — наличие реверсивного червяка, предназначенного для интенсификации процесса смешения, механизации разгрузки готовой смеси, а также при необходимости для формования из пасты профильных изделий. Эти смесители можно применять при следующих технологических процессах: смешение твердых веществ с жидкостями для получения однородных паст, мазей; смешение порошкообразных масс с жидкостями для увлажнения частиц порошка; нагревание или охлаждение твердых и густых масс при интенсивном перемешивании; окрашивание материала; получение клеев.

Двухроторный смеситель с реверсивным червяком (рис. 1.11) состоит из следующих основных конструктивных элементов: камеры смешения 1 с крышкой, двух лопастей 3 специальной формы, реверсивного червяка 2. Камера смешения 1 представляет собой корыто с двумя торцовыми съемными стенками 5, в которых имеются отверстия для валов лопастей и червяка. Дно камеры образовано двумя большими полуцилиндрами для лопастей и третьим полуцилиндром для червяка.

Смеситель работает следующим образом. В камеру смешения загружают необходимое количество сыпучего компонента, заливают жидкие компоненты и включают лопасти и червяк. Лопасти смесителя вращаются навстречу друг другу с различной частотой и перемешивают загруженные компоненты. Навивка лопастей имеет такое направление, что масса движется обычно к центру корыта. Червяк транспортирует массу в направлении к задней торцовой стенке камеры. Затем червяк сбрасывает массу на быстроходную лопасть. Это приводит к значительной интенсификации процесса смешения. Готовая смесь, подаваемая лопастями, выгружается червяком через фильеру 4.

Важнейшими элементами лопастных роторов являются лопасти, форма которых зависит от выполняемых технологических операций (об этом было сказано выше).

На рис. 1.12 представлены три основные группы лопастных роторов: тяжелые, средние и легкие. В каждой из групп приведены наиболее характерные их разновидности.

Роторы, имеющие формы, показанные на рис. 1.12, а—д, применяются чаще всего в резиносмесителях и пластомешателях.

Форма ротора, представленная на рис. 1.12, а, в поперечных сечениях представляет собой эллипсы. В осевом направлении гребень лопасти выполняется двумя участками винтовой линии с различными углами подъема: 45 и 60°. Один участок гребня имеет правое направление винтовой линии, другой — левое.

Двухроторный смеситель с реверсивным червяком

Рис. 1.11. Двухроторный смеситель с реверсивным червяком

Типовые формы лопастей

Рис. 1.12. Типовые формы лопастей

Роторы смесителей имеют различные угловые скорости, фрикция находится в пределах 1,2—1,3. Благодаря фрикции между роторами, а также благодаря форме лопастей в виде эллипса все точки рабочей поверхности роторов имеют различные окружные скорости.

Таким образом, в разных сечениях смесительной камеры в каждый момент времени имеет место образование бесконечного количества комбинаций фрикций, что обеспечивает высокое качество гомогенизации продукта.

Форма ротора, показанная на рис. 1.12, б, применяется в рези- носмесителях. Лопасти ротора выполнены в виде шеврона с углом при вершине в 120° по центру рабочей части. На роторе имеется три лопасти, равномерно расположенные по окружности. Благодаря форме этих лопастей исключается осевое перемещение смеси. Лопасти четырехгранной формы (см. рис. 1.10, в) по принципу работы аналогичны шевронным.

Роторы, изображенные на рис. 1.12, г, д, состоят из цилиндрических участков различных диаметров, на которых имеются клиновые лопасти в виде отдельных отрезков винтовой линии. Клиновые лопасти одного ротора входят во впадины другого ротора с зазором 4—5 мм.

Смешение масс подобными лопастями происходит в основном в зазорах между выступами и впадинами лопастей, а не между роторами и стенками корпуса.

Зигзагообразные лопастные роторы (рис. 1.12, е—и) применяют для перемешивания масс умеренной вязкости.

Форма, изображенная на рис. 1.12, е, используется для перемешивания высококонсистентных масс в небольших количествах.

Z-образные лопасти (см. рис. 1.12, ж) являются универсальными. Они применяются для смешения друг с другом полутвердых масс или смешения их с жидкостями для получения однородных паст, мазей, клеев и т. п.

Форма с зубчатыми гребнями (см. рис. 1.12, з) показала хорошие результаты при размельчении и смешении волокнистых материалов.

Форма, приведенная на рис. 1.12, и, чаще всего применяется для приготовления густых клеев.

Шпорообразные лопасти (рис. 1.12, к—о) предназначены для смешения и увлажнения сыпучих материалов.

Лопасти четырехкрыльчатой формы (см. рис. 1.12, к) предназначены для перемешивания масс с целью их промывки или удаления из них газовых включений, а также для проведения процессов растворения полутвердых масс в жидкостях.

Многокрыльчатые формы (см. рис. 1.12, л) обеспечивают более интенсивный технологический процесс, чем формы, изображенные на рис. 1.47, к.

Двухкрыльчатые формы (см. рис. 1.12, м) могут быть рекомендованы для перемешивания небольших количеств материалов.

Многокрыльчатые формы (см. рис. 1.12, н) с Т-образными лопастями применяются для смешения сыпучих материалов и увлажнения твердых малосжимаемых сыпучих материалов.

Шпорообразные формы (см. рис. 1.12, о) обеспечивают качественное смешение сыпучих материалов при их массовом соотношении до 1000:1.

Из всех перечисленных форм лопастей в настоящее время нормализованы лишь три, показанные на рис. 1.12, ж, к, н, с наружными диаметрами от 110 до 600 мм.

Подавляющее большинство лопастных роторов, работающих попарно в машине и вращающихся в разные стороны, соединяются между собой парой цилиндрических зубчатых колес, обеспечивающих необходимую фрикцию.

Опоры роторов воспринимают большие распорные нагрузки, вызываемые работой лопастей в рабочей камере, и, кроме того, нагружены дополнительно усилиями, возникающими в зубчатом зацеплении.

Одностороннее расположение приводных зубчатых колес создает неравномерные условия нагружения опор (рис. 1.13, а—в), поэтому в тяжело нагруженных смесителях приводные зубчатые колеса располагаются по обе стороны от лопастей (рис. 1.13, г),

Типовые схемы приводов лопастных валов

Рис. 1.13. Типовые схемы приводов лопастных валов

что обеспечивает равномерную нагрузку обеих опор и создает благоприятные условия для работы лопастей.

Лопастные роторы соединяются с приводными редукторами цепными передачами, жесткими, упругими и кулачково-дисковыми муфтами.

Зубчатые передачи (см. рис. 1.13, а) применяются на малолитражных лабораторных смесителях, где вопросы компактности имеют существенное значение.

Жесткие муфты (см. рис. 1.13, 6) применяются в смесителях, где возможна точная установка выходного вала приводного редуктора относительно ротора смесителя.

Упругие муфты (см. рис. 1.13, в) обеспечивают плавный пуск, а кулачково-дисковые (см. рис. 1.13, г) позволяют компенсировать неточности установки, допущенные при монтаже узлов.

Шарнирные муфты (рис. 1.13, д) применяются в тяжело нагруженных смесителях, поэтому приводные зубчатые колеса, соединяющие валы, устанавливаются в отдельном блок-редукторе и опоры лопастных роторов нагружены только распорными усилиями, действующими в рабочей камере.

Шарнирная муфта (рис. 1.14) состоит из двух массивных полу- муфт / и 6, одна из которых устанавливается на шейку блок-ре- дукгора, а вторая — на шейку ротора, В цилиндрических расточках полумуфт устанавливаются шарниры 3, в которых, в свою очередь, установлены втулки 4 на шпильке 5, соединенные плоской штангой 2. Наличие короткой штанги объясняется тем, что в процессе работы роторы не раздвигаются и муфта предназначена только для передачи крутящего момента.

Шарнирная муфта для привода лопастного вала резиносмесителя

Рис. 1.14. Шарнирная муфта для привода лопастного вала резиносмесителя

Смазка трущихся поверхностей муфты производится из шприц- масленок.

По отношению к рабочему месту привод смесителей может быть левым и правым.

На рис. 1.15 показаны типовые кинематические схемы рези- носмесителей с левым и правым приводом лопастных роторов от блок-редуктора. Приводы лопастных роторов смесителей современных конструкций как отечественных моделей, так и зарубежных осуществляются несколькими электродвигателями, имеющими различные скорости и мощности.

На рис. 1.16 изображена схема привода пластосмесителя. В первоначальный период работы смесителя / включается тихоходный электродвигатель 4, на последующей стадии включается быст-

Типовые кинематические схемы резиносмесителей

Рис. 1.15. Типовые кинематические схемы резиносмесителей:

Привод пластосмесителя с двумя электродвигателями

Рис. 1.16. Привод пластосмесителя с двумя электродвигателями

а — с левым приводом; б — с правым приводом

роходный — более мощный электродвигатель 3. В период работы электродвигателя 4 привод к редуктору 2 осуществляется через электродвигатель 3, ротор которого в это время выполняет роль промежуточного вала.

Подобная схема привода позволяет сократить цикл смешения в 2—4 раза. Такое резкое сокращение цикла работы смесителей периодического действия стало возможным благодаря тому, что на основе исследований было установлено: в начале цикла увеличение мощности происходит пропорционально квадрату изменения окружных скоростей, а в конце цикла смешения мощность остается постоянной.

В приводах крупных смесителей нашли применение шинопневматические муфты.

Эти муфты обеспечивают плавное включение, мягкое реверсирование хода без грубых толчков, а также позволяют простыми средствами осуществлять дистанционное управление.

Шинопневматические муфты обеспечивают надежную передачу крутящих моментов. Они надежно работают в пожаро- и взрывоопасной средах, безотказны в различных климатических условиях при температурах от —40 до 50 °С.

 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы