Оборудование для измельчения полимерных материалов (стр. 2 из 2)

Корпус дробилок обычно делают сварным с внутренней футеровкой из износостойкого материала. Из такого же материала изготавливают и отбойные плиты, которые устанавливают на шарнирах, позволяющих регулировать положение плит относительно траектории движения измельченного материала.

Ротор изготавливают сборным из отдельных дисков, между которыми на осях в шахматном порядке устанавливают молотки. В каждом ряду располагается от 4 до 8 молотков. В дробилках с вертикальной загрузкой диаметр окружности D, описываемой концами вращающихся молотков, определяется из выражения

где d— наибольший размер кусков измельчаемого материала, мм.

Длина ротора составляет от 0,8 до l,2D. Частота вращения jV = 300-f-4000 об/мин. Масса отдельного молотка может быть от 3 до 130 кг. Их обычно изготавливают из марганцовистых сталей или из обычных углеродистых сталей с покрытием из твердого сплава. Решетка может занимать от 80 до 180° окружности ротора. Для компенсации износа молотков можно перемещать решетку, поддерживая постоянный зазор между ней и молотками.

Часть измельченного материала вращается по инерции вместе с ротором и измельчается в основном за счет истирания, причем более мелкие частицы располагаются ближе к оси вращения. В результате мелкие частицы, скапливаясь на решетке, затрудняют выгрузку измельченного материала и вызывают его чрезмерное измельчение. Чтобы предотвратить забивание отверстий решетки, применяют сита с максимальным размером отверстий и увеличивают зазор между молотками и внутренней поверхностью камеры.

При тонком и сверхтонком измельчении лимитирующим фактором оказывается вязкость воздуха, ограничивающая скорость и длину пробега частиц. Для увеличения скорости частиц заполняют камеру дробилки низковязким газом (пропаном, бутаном, водородом) или применяют повышенные частоты вращения ротора. Экспериментально установлено, что для измельчения до размера частиц 1; 0,1; 0,005 и 0,001 мм окружные скорости вращения ротора должны быть соответственно равны 15—40, 40— 80, 80—150 и 150—200 м/с.

Производительность молотковой дробилки Q (м³/ч) рассчитывается по эмпирической формуле

Мощность привода W(кВт) определяют по формуле

(3.3)

Конструктивно роторные дробилки (рис. 3.4) аналогичны молотковым и состоят из корпуса /, внутри которого установлены подпружиненные отбойные плиты 2 и колосниковая решетка 5. Внутри корпуса вращается ротор 3 с установленными на нем билами 4. Механизм дробления аналогичен процессу измельчения в молотковых дробилках. Окружная скорость ротора составляет около 60 м/с. Это позволяет измельчать материалы, у которых разрушающее напряжение при сжатии достигает 150 МПа.

Рис. 3.4 Роторная дробилка

В подготовительных производствах используют дробилки среднего и крупного дробления с диаметром роторов от 500 до 1000 мм, которые предназначены для измельчения материала с первоначальным размером кусков 0,1—0,2D (среднее дробление) и до 0,Ш (мелкое дробление). Роторные дробилки применяют для измельчения высокопрочных материалов малой и средней абразивности, причем в некоторых конструкциях возможно одновременное отделение пылевидных частиц, подсушивание и фракционирование полученного измельченного материала.

Струйные мельницы

Измельчение частиц материала в струйных мельницах происходит при их движении в высокоскоростном газовом потоке внутри рабочей камеры за счет истирания частиц при их соударениях друг с другом и со стенками камеры. Такое оборудование используют для измельчения полимеров, красителей и пигментов до частиц размером в несколько микрометров. Предварительно материал измельчается до размера частиц 0,1—0,5 мм на каком-либо другом оборудовании.

Струйные мельницы по конструктивным признакам подразделяют на мельницы с горизонтальной и вертикальной размольной камерой. В мельнице с горизонтальной камерой (рис. 3.5) предварительно измельченный материал подается в камеру 1 через штуцер 2 и расположенные по периферии камеры окна, так что направление его движения оказывается тангенциальным к внутренней поверхности камеры.

Рис. 3.5

Одновременно в камеру через штуцер 6, распределительное кольцо 7 и сопла 8 поступает под давлением газ или водяной пар. Сопла в камере установлены таким образом, что струи поступающего через них газа подхватывают измельчаемый материал и вовлекают его в круговое движение по концентрическим траекториям со скоростью 150—200 м/с. Измельчение происходит за счет соударения частиц, двигающихся с различными скоростями в центральном (большая скорость) и пристенном (меньшая скорость) слоях.

Частицы большого размера центробежной силой отбрасываются к периферии, где они подвергаются дальнейшему измельчению. Частицы меньших размеров увлекаются газовым потоком к центру камеры и после прохождения сепаратора 3, в котором отделяются более крупные частицы, через выводной патрубок 5 подаются на отделение тонкой фракции в мокром мешочном фильтре или водяном скруббере, Отсеявшиеся более крупные частицы поступают в сборник 4.

Диаметр камеры измельчения 1 может составлять от 50 до 1000 мм.

В качестве рабочего газа чаще всего используют сжатый воздух при давлении до 0,75 МПа и температуре от 50 до 500 °С. Расход сжатого воздуха при давлении 0,7 МПа на 1 кг готового продукта составляет 4—12 м³. Обычно размер частиц измельченного продукта не превышает 0,02 мм.

Производительность струйных мельниц с горизонтальной камерой составляет от 0,25 (для лабораторных мельниц) до 3000 кг/ч. Качество измельчения, его однородность и производительность мельницы определяются давлением и температурой газа.