Машины для сортировки и очистки сырья
При обработке сырья, применяемого для изготовления пластических масс, во многих случаях необходимо разделять материалы на фракции (сортировать их) по крупности частиц. В соответствии с производственными требованиями и свойствами перерабатываемых материалов применяются следующие способы сортировки: механическая (грохочение), воздушная (сепарация), гидравлическая и ЭМ- сепарация.
1. механическая сортировка, или грохочение, выполняется на машинах, в которых сортируемый по величине материал пропускается через колосники, решета или сита. Количество получаемых фракций материала определяется количеством сит в грохоте, а крупность фракций- размерами отверстий в решетах или ситах.
2. гидравлическая классификация применяется для разделения на фракции продуктов тонкого мокрого помола. Этот способ сортировки основан на использовании разности скоростей падения зерен крупных и мелких фракций.
3. воздушная сепарация применяется преимущественно для выделения особо тонких фракций. В процессе воздушной сепарации крупные и мелкие зерна материала разделяются в воздушном потоке под действием сил тяжести, центробежных сил и давления струи воздуха. Воздушная сепарация применяется при тонком сухом помоле и особенно эффективна при дальнейшей пневматической транспортировке размолотых материалов, а также при параллельной их подсушке горячим воздухом.
4. электромагнитная сепарация применяется главным образом для выделения из сырья ферромагнитных примесей.
Эффективность (качество) процесса сортировки определяется степенью извлечения мелких зерен нижнего класса из материала верхнего класса и подсчитывается по формуле:
Y = U/A = A-C/A
где А-действительное количество зерен нижнего класса в исходном материале;
U-фактическое содержание зерен нижнего класса в материале, прошедшем через сито;
С-количество зерен нижнего класса, задержавшихся на сите среди крупных зерен верхнего класса.
Принцип действия сушилок
В производстве полимерных материалов значительное место занимает сушка промежуточных и конечных продуктов. Процесс сушки заключается в удалении влаги из материалов. Способность материала впитывать в себя влагу называется гигроскопичностью. Степень гигроскопичности зависит от свойств материала и состояния окружающего воздуха.
Сушка может происходить при:
- непосредственном соприкосновении влажного материала с теплоносителем,
- через обогревательную стенку.
В первом случае теплоносителем служит нагретый воздух или газы и перегретый пар; такая сушка называется конвективной. Во втором случае нагревание осуществляется в поле т. в. ч. или тепловыми лучами, а сушка называется контактной.
Содержание влаги в материале выражается в процентах к его массе, причем влажность, которую имеет материал до сушки, называется начальной, а после сушки — конечной или остаточной.
Сушка может осуществляться в неподвижном слое и при перемешивании.
Процесс сушки в неподвижном слое состоит из испарения влаги с поверхности материала и перемещения влаги из глубины материала к поверхности. После испарения с поверхности материала некоторого количества влаги образуется слой подсохшего материала. Далее сушка внутренних слоев материала, которая протекает медленно. В этот период толщина подсохшего слоя материала увеличивается, а скорость сушки резко падает, т.к. возрастает сопротивление прохождению пара через толщу материала. Процесс сушки при перемешивании материала протекает на большей поверхности вследствие разрыхления материала, с обновлением поверхности и уменьшением сопротивления движению паров.
Вопросы для закрепления материала:
а) оборудование, применяемое для подготовки сырья;
б) дать определение «измельчение»;
в) технико-экономические показатели машин для измельчения;
г) степень измельчения – это …
е) способы измельчения;
ё) перечислите способы сортировки и очистки сырья;
ж) качество сортировки определяется…
з) гигроскопичность;
и) сушка может осуществляться в ….
к) контактная сушка;
л) конвективная сушка.
Машины для измельчения
Дробилки
Сырье, вводимое в состав пластмасс измельчается на дробильно-помольных машинах.
По конструкции и принципу действия дробилки разделяются на:
1) щековые с простым (рисунок, а) и сложным (рисунок, б) качанием подвижной щеки; в этих дробилках материал раздавливается и раскалывается между неподвижной 1 и подвижной 2 щеками в результате периодического их сближения; в дробилках со сложным качанием щеки материал еще и истирается.
Щековые дробилки со сложным качанием подвижной щеки в основном применяются для мелкого дробления. Их преимущество перед дробилками с простым качанием подвижной щеки заключается в простоте конструкции при относительно низком удельном расходе энергии.
2) конусные (рисунок б), в которых материал раздавливается и частично изгибается между двумя конусами; внешний конус 1 неподвижен, а внутренний (дробящий) 2, посаженный на вертикальный вал 3, движется по окружности по отношению к внешнему конусу,
3) валковые (рисунок г), в которых материал раздавливанием истирается между двумя валками 1 и 2, вращающимися один навстречу другому;
4) молотковые (рисунок, д.), в которых материал дробится при ударе его молотками, свободно подвешенными на быстровращающемся роторе 2, и частично истирается. Измельчают мел, волокнистые вещества, отходы линолеума.
5) бегуны (рисунок, ё) - предназначаются для мелкого дробления и грубого помола; материал раздавливается и истирается между двумя вращающимися катками 1 и чашей 2.
Дробилки:
а — щековая (с простым качанием щеки); г – валковая,
б — щековая (со сложным качанием щеки); д – молотковая,
в — конусная, е — бегуны
Мельницы
По конструкции и принципу действия различают следующие основные типы мельниц:
1. Барабанные (шаровые и стержневые), предназначенные для тонкого измельчения (рисунок, а). Барабан 1 приводится от электродвигателя 2 через редуктор 3.
2. Роликовые маятниковые, предназначенные для размола материала (рисунок 8, б), в которых материал раздавливается между неподвижным кольцом 1 и быстровращающимися роликами 2, шарнирно соединенными с крестовиной 3, укрепленной на вертикальном валу 4.
3. Молотковые(ударные), предназначенные для размола материала и в некоторых случаях с одновременной подсушкой его. Молотковые мельницы изготовляются с жестко закрепленными или с свободно подвешенными (рисунок, в) на роторе 1 молотками 2.
4. Пневматические, предназначенные для тонкого измельчения (рисунок, д), в которых материал измельчается при ударе. Кусочки 1 материала, подлежащие измельчению, подхватываются воздухом, который нагнетается через сопло 2, летят со скоростью 20—80 м /сек и ударяются о размольную плиту 3, а также одни о другие.
5. Вибрационные (рисунок , е), применяемые для тонкого и сверхтонкого помола материалов.
6. Струйные (рисунок , ж), предназначенные для сверхтонкого помола. Размол в них происходит за счет соударения частиц материала, находящихся в воздушном турбулентном потоке.
Частицы материала ленточным питателем 1 подаются в приемный бункер. Далее материал по трубе 2 поступает в зону диффузора 3, где подхватывается воздухом, поступающим по трубе 4. Затем материал подается в корпус 5 мельницы, в виде трубы эллиптической формы. В нижней части корпуса имеются сопла б, через которые поступает воздух.
Скорость воздуха в соплах доходит до 466 м/сек; чтобы это обеспечить, воздух подогревают; вследствие этого снижается его вязкость. Кроме того, подогретый воздух подсушивает материал. Воздух, поступающий в корпус мельницы, подхватывает частицы материала и заставляет их циркулировать в трубе. Частицы, двигаясь в турбулентном потоке, измельчаются, ударяясь одна о другую и о стенки корпуса. Отработанный воздух с частицами готового продукта проходит через жалюзийное устройство 7, выходное отверстие 8, и поступает на осаждение.
Рисунок . Мельницы:
ж- барабанная;
б - ролико-маятниковая;
в - молотковая;
г - дезинтегратор;
д - пневматическая;
е - вибрационная;
ж - струйная