Файл: 1 Начало промышленного производства ряда полимеров и пластмасс.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 328
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
min до dmax . Размер максимальной частицы, принимают равными размеру отверстий сита, на котором не остается материала, а минимальный размер – размером отверстий сита, на котором данная фракция остается.
2.3.1 Назначение и способы сортировки
При обработке сырья, применяемого для получении полимерных материалов, во многих случаях, особенно после диспергирования (измельчения) необходимо материалы разделить на фракции по крупности частиц, т.е. сделать сортировку. Эффективность (качество) процесса сортировки определяется степенью извлечения мелких частиц (нижнего класса) из исходного материала (верхнего класса):
, (2.4)
где А – действительное количество частиц нижнего класса в исходном материале; U – фактическое содержание частиц нижнего класса, прошедшего через сито; С – количество частиц нижнего класса, задержавшихся на сите среди крупных частиц верхнего класса.
В соответствии с технологией и свойствами перерабатываемых материалов применяют следующие способы сортировки:
2.3.2 Грохоты для механической сортировки
Механическая сортировка, или грохочение, выполняется на машинах (грохотах), в которых сортируемый материал пропускается через решета или сита. Количество получаемых фракций материала определяется количеством сит в грохоте, а крупность фракций – размерами отверстий в решетах или ситах. Грохоты в зависимости от формы решета или сита подразделяются:
По характеру движения грохоты подразделяются на качающиеся, вращающиеся, вибрационные. Вибрационные в свою очередь подразделяются на гирационные (эксцентриковые), инерционные, электромагнитные, ударного действия. Наиболее распространенны плоские гирационные грохоты (
рис.2.13).
.
2.3.3 Воздушные сепараторы
Воздушная сепарация применяется преимущественно для выделения тонких фракций при сухом помоле. Она эффективна при дальнейшей пневматической транспортировке размолотых материалов, а также при параллельной их подсушке горячим воздухом. В процессе воздушной сепарации крупные и мелкие частицы материала разделяются в воздушном потоке под действием сил тяжести, центробежных сил и давления струи воздуха.
Обычно применяются сепараторы замкнутого типа центробежного действия (рис. 2.14). Материал из подающей трубы попадает на вращающийся распределительный диск и под действием центробежных сил слетает с него и отбрасывается к стенкам барабанов. Более тяжелые частицы отбрасываются к кожуху внутреннего барабана, опускаются по его конусной части вниз и удаляются через патрубок. Мелкие частицы сначала увлекаются вверх потоком воздуха от нижнего, а затем подхватываются потоком воздуха от верхнего вентилятора и попадают в пространство между наружным и внутренним барабанами. При переходе воздушного потока из внутреннего барабана в наружный частицы материала выходят из воздушного потока, опускаются вниз и отводятся через центральный патрубок. Воздух, освобожденный от материала, возвращается через отводной канал во внутренний кожух сепаратора.
2.3.4 Гидравлические классификаторы
Применяются для разделения на фракции продуктов тонкого мокрого помола. Этот способ сортировки основан на использовании разности скоростей падения частиц крупных и мелких фракций. Схема спирального классификатора представлена на рис. 2.15. Мелкие фракции материала удаляются через слив с жидкой фазой суспензии. Крупные фракции, осевшие на дно корыта, вращающейся спиралью поднимаются вверх и через лоток удаляются из классификатора.
2.3.5 Электромагнитные сепараторы
Электромагнитная сепарация применяется главным образом для выделения из сырья ферромагнитных примесей во избежание поломок деталей перерабатывающих машин и агрегатов. Принцип магнитной сепарации заключается в том, что материал пропускается через зону с сильным магнитным полем. При этом материалы, обладающие магнитными свойствами, притягиваются к магниту, а затем отводятся. Материалы, не обладающие магнитными свойствами, не подвергаются действию магнита.
Все применяемые электромагнитные сепараторы классифицируются следующим образом:
- по технологическим признакам – сухие и мокрые;
- по конструктивным признакам – шкивного и барабанного типов;
На рис. 2.16 представлена принципиальная схема действия сухого электромагнитного сепаратора. Материал подается лотковым питателем на вращающийся барабан, в котором установлена неподвижная магнитная система. Магнитное поле, создаваемое электромагнитом, охватывает участок Абарабана. В зоне магнитного поля все ферромагнитные включения притягиваются к наружной поверхности барабана и проходят с ним до нижней границы магнитного поля. Пройдя границу поля, феррочастицы под действием сил тяжести отделяются от барабана и отводятся в специальный бункер. Очищенный от ферромагнитных включений материал поступает в первый бункер
2.4.2 Смесители для жидких материалов
Для перемешивания полимерных растворов, суспензий, эмульсий с вязкостью до 2·106 (Мн·с)/м2 наибольшее распространение получили смесители периодического действия.
Смесители по принципу действия подразделяются на механические и пневматические. Механические смесители представляют собой резервуар, внутри которого расположен ротор-мешалка. Как представляют конструктивно механические смесители и типы роторов, вы знаете из дисциплины “Основные процессы и аппараты”. Вид типа ротора определяется вязкостью перемешиваемой смеси (таблица 2.3).
Таблица 2.3 – Типы мешалок для перемешивания жидкостей
При пневматическом перемешивании через среду пропускается воздух, который приводит ее в движение. Воздух подается через отверстия трубок (
барбатеров), расположенных на дне аппарата. Пневматическое перемешивание не требует сложных приспособлений и при наличии сжатого воздуха достаточно барбатера, присоединенного к воздуховоду.
2.4.3 Смесители для сыпучих материалов
Смесители для сыпучих материалов подразделяются на: механические и пневматические. Механические смесители бывают барабанные, с перемешивающими устройствами, лопастные.
Барабанные смесители (рис.2.17) наиболее распространенный тип смесителя для смешивания только сухих материалов или с небольшим количеством жидкости. Эти смесители представляют собой вращающийся барабан, внутри которого могут быть смонтированы перемешивающие устройства (горизонтальные полоски, параллельные оси барабана), улучшающие смешение в осевом направлении.
Качество смеси при данной продолжительности смешения зависит от частоты вращения барабана. При заданной частоте вращения частицы под действием центробежных сил прижимаются к внутренней поверхности барабана, обрушиваются и снова вовлекаются в движение. Характер движения частиц зависит от степени заполнения и частоты вращения. Она должна быть оптимальной, выше которой определенные слои материала не будут участвовать в перемешивании. Путем установки полочек или выбора формы барабана достигается и трехмерное движение частиц. Барабанные смесители применяются в основном для предварительного приготовления порошкообразных рецептур смеси.
Смесители с перемешивающими устройствами, в которых перемешивание частиц смеси осуществляется перемешивающими устройствами в радиальном и аксиальном направлениях. Это смесители со шнековыми, ленточными и лопаточными перемешивающими устройствами (рис. 2.18).
В шнековых смесителях периодического и непрерывного действия смешивание осуществляется за счет радиального, но горизонтального и вертикального перемешивания массы.
Ленточные смесители периодического или непрерывного действия выполняют смешение ленточными спиралями (рис. 2.19), укрепленных на горизонтальных валах смесителя. Ленточные спирали также перемешивают смесь вдоль вала.
В лопаточных смесителях лопатки можно рассматривать как прерывистую ленточную спираль. В смесителях непрерывного действия лопатки закреплены на валу по винтовой линии (рис. 2.20). Это обеспечивает одновременное перемешивание и перемещение. В лопаточных смесителях периодического действия смесь обычно перемешивается радиальными лопастями, несколько повернутыми относительно оси вращения.
-
Оборудование для сортировки материалов
2.3.1 Назначение и способы сортировки
При обработке сырья, применяемого для получении полимерных материалов, во многих случаях, особенно после диспергирования (измельчения) необходимо материалы разделить на фракции по крупности частиц, т.е. сделать сортировку. Эффективность (качество) процесса сортировки определяется степенью извлечения мелких частиц (нижнего класса) из исходного материала (верхнего класса):
, (2.4)
где А – действительное количество частиц нижнего класса в исходном материале; U – фактическое содержание частиц нижнего класса, прошедшего через сито; С – количество частиц нижнего класса, задержавшихся на сите среди крупных частиц верхнего класса.
В соответствии с технологией и свойствами перерабатываемых материалов применяют следующие способы сортировки:
-
механическая (грохочение); -
воздушная (сепарация); -
гидравлическая (классификация); -
электромагнитная сепарация.
2.3.2 Грохоты для механической сортировки
Механическая сортировка, или грохочение, выполняется на машинах (грохотах), в которых сортируемый материал пропускается через решета или сита. Количество получаемых фракций материала определяется количеством сит в грохоте, а крупность фракций – размерами отверстий в решетах или ситах. Грохоты в зависимости от формы решета или сита подразделяются:
-
на плоские с горизонтальным или наклонным расположением сит; -
на барабанные, в которых сито имеет форму цилиндра или многогранной усеченной пирамиды.
По характеру движения грохоты подразделяются на качающиеся, вращающиеся, вибрационные. Вибрационные в свою очередь подразделяются на гирационные (эксцентриковые), инерционные, электромагнитные, ударного действия. Наиболее распространенны плоские гирационные грохоты (
рис.2.13).
.
2.3.3 Воздушные сепараторы
Воздушная сепарация применяется преимущественно для выделения тонких фракций при сухом помоле. Она эффективна при дальнейшей пневматической транспортировке размолотых материалов, а также при параллельной их подсушке горячим воздухом. В процессе воздушной сепарации крупные и мелкие частицы материала разделяются в воздушном потоке под действием сил тяжести, центробежных сил и давления струи воздуха.
Обычно применяются сепараторы замкнутого типа центробежного действия (рис. 2.14). Материал из подающей трубы попадает на вращающийся распределительный диск и под действием центробежных сил слетает с него и отбрасывается к стенкам барабанов. Более тяжелые частицы отбрасываются к кожуху внутреннего барабана, опускаются по его конусной части вниз и удаляются через патрубок. Мелкие частицы сначала увлекаются вверх потоком воздуха от нижнего, а затем подхватываются потоком воздуха от верхнего вентилятора и попадают в пространство между наружным и внутренним барабанами. При переходе воздушного потока из внутреннего барабана в наружный частицы материала выходят из воздушного потока, опускаются вниз и отводятся через центральный патрубок. Воздух, освобожденный от материала, возвращается через отводной канал во внутренний кожух сепаратора.
2.3.4 Гидравлические классификаторы
Применяются для разделения на фракции продуктов тонкого мокрого помола. Этот способ сортировки основан на использовании разности скоростей падения частиц крупных и мелких фракций. Схема спирального классификатора представлена на рис. 2.15. Мелкие фракции материала удаляются через слив с жидкой фазой суспензии. Крупные фракции, осевшие на дно корыта, вращающейся спиралью поднимаются вверх и через лоток удаляются из классификатора.
2.3.5 Электромагнитные сепараторы
Электромагнитная сепарация применяется главным образом для выделения из сырья ферромагнитных примесей во избежание поломок деталей перерабатывающих машин и агрегатов. Принцип магнитной сепарации заключается в том, что материал пропускается через зону с сильным магнитным полем. При этом материалы, обладающие магнитными свойствами, притягиваются к магниту, а затем отводятся. Материалы, не обладающие магнитными свойствами, не подвергаются действию магнита.
Все применяемые электромагнитные сепараторы классифицируются следующим образом:
- по технологическим признакам – сухие и мокрые;
- по конструктивным признакам – шкивного и барабанного типов;
-
по принципу действия – электромагнитные и индукционные.
На рис. 2.16 представлена принципиальная схема действия сухого электромагнитного сепаратора. Материал подается лотковым питателем на вращающийся барабан, в котором установлена неподвижная магнитная система. Магнитное поле, создаваемое электромагнитом, охватывает участок Абарабана. В зоне магнитного поля все ферромагнитные включения притягиваются к наружной поверхности барабана и проходят с ним до нижней границы магнитного поля. Пройдя границу поля, феррочастицы под действием сил тяжести отделяются от барабана и отводятся в специальный бункер. Очищенный от ферромагнитных включений материал поступает в первый бункер
-
Смесители для жидких материалов
2.4.2 Смесители для жидких материалов
Для перемешивания полимерных растворов, суспензий, эмульсий с вязкостью до 2·106 (Мн·с)/м2 наибольшее распространение получили смесители периодического действия.
Смесители по принципу действия подразделяются на механические и пневматические. Механические смесители представляют собой резервуар, внутри которого расположен ротор-мешалка. Как представляют конструктивно механические смесители и типы роторов, вы знаете из дисциплины “Основные процессы и аппараты”. Вид типа ротора определяется вязкостью перемешиваемой смеси (таблица 2.3).
Таблица 2.3 – Типы мешалок для перемешивания жидкостей
Тип мешалки | Вязкость смеси, (Мн·с)/м2 |
Лопастные | 1·103 |
Пропеллерные | (1÷2) ·103 |
Якорные | 1·104÷2·105 |
Турбинные | >2·105 |
При пневматическом перемешивании через среду пропускается воздух, который приводит ее в движение. Воздух подается через отверстия трубок (
барбатеров), расположенных на дне аппарата. Пневматическое перемешивание не требует сложных приспособлений и при наличии сжатого воздуха достаточно барбатера, присоединенного к воздуховоду.
-
Смесители для сыпучих материалов
2.4.3 Смесители для сыпучих материалов
Смесители для сыпучих материалов подразделяются на: механические и пневматические. Механические смесители бывают барабанные, с перемешивающими устройствами, лопастные.
Барабанные смесители (рис.2.17) наиболее распространенный тип смесителя для смешивания только сухих материалов или с небольшим количеством жидкости. Эти смесители представляют собой вращающийся барабан, внутри которого могут быть смонтированы перемешивающие устройства (горизонтальные полоски, параллельные оси барабана), улучшающие смешение в осевом направлении.
Качество смеси при данной продолжительности смешения зависит от частоты вращения барабана. При заданной частоте вращения частицы под действием центробежных сил прижимаются к внутренней поверхности барабана, обрушиваются и снова вовлекаются в движение. Характер движения частиц зависит от степени заполнения и частоты вращения. Она должна быть оптимальной, выше которой определенные слои материала не будут участвовать в перемешивании. Путем установки полочек или выбора формы барабана достигается и трехмерное движение частиц. Барабанные смесители применяются в основном для предварительного приготовления порошкообразных рецептур смеси.
Смесители с перемешивающими устройствами, в которых перемешивание частиц смеси осуществляется перемешивающими устройствами в радиальном и аксиальном направлениях. Это смесители со шнековыми, ленточными и лопаточными перемешивающими устройствами (рис. 2.18).
В шнековых смесителях периодического и непрерывного действия смешивание осуществляется за счет радиального, но горизонтального и вертикального перемешивания массы.
Ленточные смесители периодического или непрерывного действия выполняют смешение ленточными спиралями (рис. 2.19), укрепленных на горизонтальных валах смесителя. Ленточные спирали также перемешивают смесь вдоль вала.
В лопаточных смесителях лопатки можно рассматривать как прерывистую ленточную спираль. В смесителях непрерывного действия лопатки закреплены на валу по винтовой линии (рис. 2.20). Это обеспечивает одновременное перемешивание и перемещение. В лопаточных смесителях периодического действия смесь обычно перемешивается радиальными лопастями, несколько повернутыми относительно оси вращения.