ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Закрытые смесители (теория смешения) из "Производство и применение резинотехнических изделий" Для лучшего понимания процесса смешения, протекающего в закрытом смесителе, его можно описать следующим образом. Смешение сопровождается четырьмя различными действиями а) размалывание б) замешивание в) продольное перемещение г) поперечное перекрытие (рис. 1.1). Между стенкой камеры и гребнем ротора материал подвергается деформации сдвига — размазывание материала по периферии камеры. [c.11] Закрытые смесители бывают двух видов (рис. 1.2). Первый — смеситель Бенбери, который имеет фрикцию между роторами 1 1,11. Роторы не связаны между собой, и смешение выполняется между ротором и стенкой камеры. Другой вид — смеситель интермикс , в котором роторы вращаются с одинаковой скоростью, а фрикция возникает благодаря лопастям, которыми они оснащены. [c.12] Смешение происходит между роторами, так как когда роторы сцеплены, материалу трудно проходить между ними. Пластикация каучука при этом лучше, вязкость ниже, а диспергирование лучше, чем в смесителе Бенбери. Это идеальный смеситель для смесей с большим количеством наполнителя и невысоким содержанием масла, но его производительность невелика. В смесителях с несцепленными роторами материалы легко проходят через роторы, поэтому их производительность значительно выше. [c.12] Конструкция ротора закрытого смесителя претерпела много изменений. Последняя из модификаций — четырехлопастный ротор. Он превосходит двухлопастный ротор по фактической производительности. При одинаковых скоростях вращения использование четырехлопастного ротора позволяет сократить время смешения. Требуемое увеличение мощности компенсируется возросшей производительностью — потребление мощности на килограмм продукции остается прежним. [c.12] Поэтому, ориентируясь на высокую производительность, приготовление маточной смеси обычно проводят с помощью четырехлопастного ротора, однако готовую смесь лучше получать в смесителях с двухлопастным ротором. Температура в этом случае растет медленнее, а значит, снижается вероятность возникновения подвулканизации. [c.13] Диапазон частоты вращения ротора в закрытых смесителях (рис. 1.3) составляет 20- 30 об/мин. Регулировка частоты проводится с помощью традиционного редуктора. Установлено, что для достижения необходимого уровня смешения требуется определенное число оборотов ротора. Время смешения в смесителе прямо пропорционально числу оборотов ротора. Поэтому, меняя число оборотов, можно регулировать цикл смешения. Небольшое регулирование требуется и в зависимости от природы смешиваемых ингредиентов смеси и типов применяемых каучуков. [c.13] Давление, приложенное к плунжеру, также влияет на производительность процесса. С увеличением давления уменьшаются пустоты в смесителе, растет скорость вовлечения материала роторами и, следовательно, сокращается время цикла смешения. Кроме того, рост давления плунжера улучшает контакт ингредиентов в смесителе и тем самым обеспечивает более быстрое включение их в смесь. Таким образом, смесь меньше подвержена крошению и дает лучшую воспроизводимость при смешении. [c.13] Заметим, что существует максимум давления плунжера, любое значение выше которого уже не приводит к существенному повышению производительности, так как пустоты в смесителе уже заполнены, а также достигнут максимальный контакт роторов с материалом и между ингредиентами смеси. [c.13] Затворы бывают задвижные (скользящие) и откидные. Откидная конструкция предпочтительнее, так как из-за вероятного налипания смеси скользящую крышку может заклинить, что приведет к снижению производительности. [c.13] Регулирование рабочей температуры смесителя помогает избежать деформации резиновой смеси и оптимизировать цикл смешения, а отсутствие возможности регулировать температуру отдельных элементов смесителя не позволяет контролировать ход процессов, происходящих в смеси при переработке твердых и вязких масс. [c.14] Основная задача регулирования температуры — поддерживать ее на таком уровне, который в сочетании с достаточно высоким коэффициентом трения между материалом и стенкой смесителя даст самое низкое ее значение, позволит достичь высокой турбулентности и максимального усилия сдвига. [c.14] Кроме того, здесь важно, чтобы поток смеси через элементы смесителя был нелинейным и в полной мере проявлялся эффект воздействия среды, дополнительно обеспечивающей регулирование температуры. [c.14] Среднюю температуру смеси обычно регистрируют с помощью двух термопар, установленных по сторонам корпуса смесителя. [c.14] Смесь извлекается из смесителя в форме листа, который охлаждается воздухом или холодной водой, и проходит через специальный раствор для предотвращения прилипания. Иногда для переработки готовой смеси, выгруженной из смесителя, очень удобно использовать вальцы или экструдер. [c.14] С тех пор как Фернели Бенбери изобрел закрытый смеситель, принципиально его конструкция мало изменилась, но в последние годы усовершенствование идет очень быстро. Простая система с двумя роторами смесителя Бенбери превратилась в установки, дающие значительное усилие сдвига при меньшем потреблении энергии. [c.14] Новые конструкции машин и лучшее понимание протекающих в них процессов привели к значительному сокращению времени смешения, однако вместе с этим возникают и новые проблемы. Когда время смешения в 10 мин было нормой, отклонение на одну минуту в ту или иную сторону слабо влияло на качество смеси. Сейчас, когда время смешения составляет лишь 2-3 мин, во многих случаях отклонение продолжительности цикла в несколько секунд может привести к недопустимым изменениям характеристик смеси. [c.14] Один из подходов к решению данной проблемы заключается в том, чтобы выгружать смесь по результатам затраченной мощности, используя для этого интегратор мощности. Основная задача такого регулирования — улучшение однородности партий. Интегратор мощности сконструирован таким образом, чтобы измерялась только работа, затраченная на партию, — предусмотрено вычитание мощности холостого хода, необходимой для работы пустого смесителя. Затраченная работа измеряется в кВт/ч. [c.14] После переработки в закрытых смесителях материал чаще всего не пригоден для хранения или для последующей обработки (например, недостаточна степень дисперсии технического углерода). Поэтому после закрытых смесителей используют дополнительное оборудование — несколько вальцев или экструдер. Вальцы помогают улучшить диспергирование технического углерода и позволяют доработать любую партию, не отвечающую техническим требованиям. Кроме того, с помощью дополнительного оборудования сокращают время смешения, что в конечном итоге повышает производительность в целом. [c.15] Вернуться к основной статье