Оборудование для измельчения полимерных материалов

Оборудование для измельчения полимерных материалов

Основные виды измельчения

В технологии переработки пластмасс к процессам измельчения прибегают в двух случаях:

а) измельчение полимерных материалов для их использования в специальных технологических процессах (напыление, на несение покрытий) или для их повторного использования (дробление отходов);

б) измельчение исходных компонентов композиционных материалов (наполнители, красители, твердые реагенты и др.).

Хрупкие материалы можно измельчать раздавливанием, ударом или срезом. Пластичные и эластичные материалы лучше измельчаются срезом и истиранием. В большинстве видов оборудования для измельчения эти процессы накладываются друг на друга.

Выбирая метод измельчения, необходимо руководствоваться величиной разрушающего напряжения при сжатии; 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. Хрупкий или пластический характер разрушения материала определяет выборметода измельчения: удар или срез.

В зависимости от размеров частиц исходного материала и готового продукта процессы измельчения подразделяются на пять групп: крупное, среднее, мелкое, тонкое, коллоидное.

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.

Ножевые дробилки

В современных подготовительных производствах наиболее широко используют режущие устройства с вращательным движением режущих элементов — ножевые дробилки, которые используют для резки заготовок полимерного материала, армирующих наполнителей и различных отходов.

В существующих дробилках применяют ряд различных способов резки, им соответствуют различные конструкции режущих органов и форма частиц получаемого материала. Так, возможна резка полос заданной ширины, при которой получают частицы кубической формы (или в виде удлиненных параллелепипедов). Размер частиц можно регулировать, изменяя число установленных на роторе ножей, скорость вращения ротора и скорость подачи материала. Применяется также резка на частицы неправильной формы.

Процесс резки можно начинать в одной точке, а затем распространять разрез на всю ширину полосы или выполнять резку сразу по всему фронту. В последнем случае приходится увеличивать мощность привода и чаще заменять ножи из-за более интенсивного их износа. Первый способ создает более мягкие условия работы, позволяя снизить мощность привода, уменьшить шум и количество пылевидных отходов.

Типичная ножевая дробилка («дайсер») для получения гранул кубической формы из листовых материалов (рис. 1) состоит из продольно-резательного устройства с дисковыми ножами 1 и 4, ножевого барабана 9, установленного в кожухе 8 наприводном валу 10. Подлежащий измельчению лист 2 проходит через направляющие 3 и поступает в продольно-резательное устройство, циркулярные ножи которого 1 и 4 режут лист в продольном направлении на полосы постоянной ширины. Верхний нож 4 укреплен на поджимаемой пружиной 5 подвижной опоре. Далее полосы поступают на тянущие ролики 6 и 14, которые продвигают их к неподвижному ножу 13. Ролик 6 поджимается пружиной 7. Попадая на него, полосы разрезаются в поперечном направлении вращающимися ножами) барабана 9. Измельченный материал выводится из дробилки через разгрузочную воронку 12.

Дайсеры способны измельчать листы толщиной до 3 и шириной от 60 до 500 мм. Размер гранул по ширине и длине может составлять от 2 до 25 мм. При производительности от 40 до 7500 кг/ч мощность привода равна от 3 до 125 кВт.

Для измельчения отходов, образующихся в процессах переработки пластмасс (литники, облой, отходы пленки, бракованные изделия), выпускаются специализированные ножевые дробилки. Производительность их составляет от 20 до 2000 кг/ч при мощности привода от 0,8 до 180 кВт. Измельчаемый материал загружается через бункер в корпус дробилки и находится в нем до тех пор, пока ножи не измельчат его до частиц нужного размера.

Форма и размер загрузочного бункера определяются характером и размерами подлежащего измельчению материала. Обычно загрузку производят сверху, в редких случаях — по касательной к окружности вращения ножей. Питание дробилки может осуществляться вручную или автоматически. Из механических устройств применяют червячные и роликовые питатели, механические конвейеры и пневмотранспорт. Площадь загрузочного отверстия определяется размерами подлежащих измельчению отходов, достигая у отдельных дробилок 1,5 м² . Объем приемного - бункера выбирают обычно достаточно большим с тем, чтобы припериодической загрузке обеспечить непрерывную работу дробилки.

Для измельчения отходов трубных производств используют наклонные бункера — желоба, рассчитанные на прием длинных кусков бракованных труб. Для уменьшения выброса измельчаемого материала из загрузочного бункера (особенно при измельчении пенополистирола и отходов производства полых изделий, получаемых методом раздува) применяют упругие шторки или металлические дверцы. Качество измельчения и потребляемая мощность сильно зависят от конструкции ротора и подвижных ножей. Как правило, привод ротора осуществляется посредством клиноременной передачи. Частота вращения