Зачёт по растительному сырью. Вопросы к зачету_БВГ(2023). 1 Начало промышленного производства ряда полимеров и пластмасс
 Скачать 279.02 Kb.
|
|
Щековые дробилки с простым и сложным качением подвижной щеки (рис. 2.1). В этих дробилках материал раздавливается и раскалывается между неподвижной и подвижной щеками в результате периодического сближения. Сближение подвижной щеки происходит за счет эксцентрикового вала. Рабочие поверхности щек имеют рифленую (зубчатую) поверхность. В дробилках со сложным качением щеки материал еще и истирается. 2. Конусные дробилки (рис. 2.2), в которых материал раздавливается и частично изгибается между внешним неподвижным конусом и внутренним дробящим конусом, которые имеют зубчатую рабочую поверхность. Дробящий конус движется по окружности эксцентрично по отношению к внешнему. В конусных дробилках продукт измельчается непрерывно. Дробилки классифицируются: по технологическому признаку – мелкого и крупного дробления; по конструктивному оформлению – с подвешенным валом, консольным и эксцентриковым валами. 3. Валковые дробилки (рис. 2.3.), в которых материал раздавливается и частично истирается между валками, вращающимися один навстречу другому. 4. Молотковые дробилки (рис. 2.4), в которых материал дробится при ударе его молотками, свободно подвешенными на быстровращающемся роторе, и частично истирается. Куски дробятся также при ударе друг о друга и дробящие плиты и колосники. Есть молотковые дробилки с жестко закрепленными молотками и шарнирно подвешенными молотками. 5. Бегуны (рис. 2.5) предназначаются для мелкого дробления и грубого помола. Материал раздавливается и истирается между двумя вращающимися катками и чашей. Конструкция и принцип действия основных типов мельниц 2.2.2 Мельницы По конструкции и принципу действия различают следующие основные типы мельниц: Барабанные (шаровые или стержневые) (рис. 2.6) предназначены для тонкого помола. При вращении барабана от электродвигателя через редуктор мелящие тела (шары или стержни) перекатываются (скользят) и материал измельчается ударом и частично истирается. Мельницы могут быть периодического и непрерывного действия. Основными преимуществами шаровых мельниц – получение высокой и постоянной тонины помола и ее регулирование, возможность подсушки материала в самой мельнице, простота конструкции и надежность работы. 2. Вибрационные (рис. 2.7) применяют для тонкого и сверхтонкого помола. Они наиболее эффективны при сверхтонком измельчении (1÷10 мкм). Подразделяются на инерционные и гирационные (эксцентриковые). Вибрация корпуса, опирающегося на пружины, осуществляется вращающимся дисбалансным валом. В этом случае материал подвергается многократному воздействию шаров, поскольку число ударов в вибрационной мельнице во много раз больше, чем в шаровой. 3. Роликово-маятниковые (рис. 2.8) предназначены для размола, в которых материал раздавливается между неподвижным кольцом и быстровращающимися роликами. 4. Молотковые ударные (рис. 2.9) предназначены для грубого и тонкого помола материалов мягких и средней твердости и в некоторых случаях с одновременной подсушкой его. Принцип действия, как и у молотковых дробилок. 5. Дезинтеграторы (рис. 2.10) относятся к группе молотковых мельниц и предназначены для измельчения влажных и термочувствительных материалов, например при получении древесного волокна. Измельчение происходит при ударе частиц о пальцы, а также при ударе частиц одна о другую, имеет место и частичное истирание. 6. Пневматические (рис. 2.11) предназначены для тонкого измельчения, в которых материал измельчается при ударе. Кусочки материала подхватываются воздухом, нагнетаемым через сопло. Частицы летят со скоростью 20÷80 м/с и ударяются о размольную плиту, а также друг о друга. 7. Струйные (рис. 2.12) предназначены для сверхтонкого помола. Размол в них происходит за счет соударения частиц, находящихся в турбулентном воздушном потоке, скорость которого сверхзвуковая около 480 м/с. Мельница выполнена в виде эллиптической трубы, в нижней части которой имеются сопла для по дачи воздуха. Частицы материала из приемного бункера поступают в зону диффузора трубы (1), где подхватывается воздухом, поступающим по трубе (2). Затем материал подается в корпус мельницы. В верхней части корпуса мелкие частицы после удара о заслонку (торможения) уносятся из корпуса через патрубок. Более крупные частицы за счет большой инерции движутся по корпусу вниз и снова подхватываются потоком воздуха, соударяясь друг о друга. Оценка степени диспергирования материалов Оценка степени диспергирования материалов При измельчении и диспергировании твердое тело под действием внешних сил делится на части с образованием новых поверхностей. Важными характеристиками измельчаемого материала является форма и размер частиц, а самого процесса диспергирования – степень диспергирования (или измельчения). Для оценки получаемой смеси частиц необходимо знать средний размер частиц диспергируемой фазы, а также дисперсию среднего размера частиц и объемного содержания диспергируемой фазы по объему смеси. Информация о размерах диспергируемой фазы получают различными методами дисперсионного анализа (таблица 2.1) В зависимости от размеров наиболее крупных кусков исходного и частиц измельченного материала различают следующие виды измельчения (таблица 2.2). Таблица 2.1 – Методы дисперсионного анализа
Таблица 2.2 – Классификация измельчения материалов
Наиболее широко используется ситовой анализ и микроскопия (последняя в виде пленок и микроатомных срезов). При ситовом анализе в практике широко распространено измерение частиц по минимальному диаметру круглого отверстия, через которое может пройти частица. На практике исходный материал и продукт измельчения представляет собой смесь, состоящую из частиц размерами от dmin 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. 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
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. |