МАШИНОСТРОЕНИЕ

ПРИЕМ, ХРАНЕНИЕ И ПОДГОТОВКА РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ

Светлые сыпучие ингредиенты и тех­нический углерод по требованиям стандарта должны поступать на заводы резиновой про­мышленности в кондиционном виде, не тре­бующем дополнительной обработки [41]. Од­нако транспортировка и хранение этих мате­риалов в неблагоприятных условиях приводят к повышению влажности порошкообразных материалов, комкованию и потере сыпучести. Материалы с повышенной влажностью сушат в

Воздушных или вакуумных, барабанных и шнековых сушилках непрерывного действия. Дробление комкующихся материалов произво­дится в шаровых барабанных или дисковых мельницах, после чего они проходят сепара­цию на виброситах или в шнековых сушильно - просевных агрегатах. Промежуточное хране­ние сыпучих ингредиентов осуществляется в расходных бункерах соответствующего объема (рис. 7.5.1). Развеска сыпучих ингредиентов осуществляется на автоматических весах с пределом взвешивания 80 кг.

Жидкие и легкоплавкие мягчители ра­зогреваются и плавятся в баках до консистен­ции, позволяющей их транспортировку в обог­реваемых паром трубопроводах, дозируются на автоматических весах и перед подачей в рези- носмеситель хранятся в обогреваемых расход­ных бачках.

Синтетические Каучуки, поступающие в брикетах массой 30... 100 кг, режутся на мно­голезвийных или дисковых ножах для облегче­ния развески, а кристаллизующиеся каучуки подвергаются распарке в периодических рас - парочных камерах.

Натуральный каучук поступает на за­воды в кипах массой 100... 115 кг, как правило, в закристаллизованном виде и подвергается резке и распарке. Очередность проведения этих процессов может быть различной. Резка нераспаренного каучука характеризуется по­вышенными силами резания и производится обычно на однолезвийных вертикальных гид­равлических ножах, а распаренного, более мяг­кого каучука - на многолезвийных гидравличе­ских или гильотинных ножах. Выбор того или иного порядка подготовки натурального кау­чука определяется условиями конкретного производства.

Распарка - декристаллизация натурально­го каучука производится в воздушных распа - рочных камерах и установках ТВЧ периодиче­ского и непрерывного действия. В распароч - ных камерах периодического действия кипы каучука разогреваются циркулирующим горя­чим воздухом, при этом длительность процесса распарки разрезанных кип до 8... 18 часов, а неразрезанных - до 1.. .2 суток.

В установках ТВЧ каучук разогревается в результате воздействия на него электрического поля высокой частоты, при этом прогрев кипы происходит по всей массе одновременно, что значительно ускоряет процесс декристаллиза - ции. Степень прогрева кип проверяется иголь­
чатым щупом. Недостаточно прогретые кипы направляются на вторичный обогрев.

Резка каучука на куски осуществляется на гидравлических, гильотинных и дисковых вращающихся ножах. Удельная сила резания (сила, приходящаяся на единицу длины лезвия ножа) зависит как от типа каучука и его со­стояния, так и от конструктивных параметров режущего оборудования (угла заточки лезвия, скорости резания, размера кипы или брикета и др.) и составляет обычно для синтетического каучука 1...2 кН/см; для распаренного нату­рального каучука 2...3 кН/см, а для закристал­лизованного каучука 8... 10 кН/см.

В вертикальных гидравлических ножах на базе вертикального колонного гидравличе­ского пресса используются многолезвийные ножи для резки брикетов синтетического и кип распаренного натурального каучука, а однолез - вийные ножи - для резки кип закристаллизо­ванного натурального каучука. Вертикальные гидравлические ножи выпускаются на номи­нальную силу 0,3; 0,6 и 1,3 МН (30, 60 и 130 тс).

Горизонтальные гидравлические ножи предназначены для разрезания кип распаренно­го натурального каучука. Максимальная сила, развиваемая плунжером, составляет 1 МН (100 тс).

Брикеты синтетического и кипы распа­ренного натурального каучука режутся на гильотинных ножах с механическим приводом (рис. 7.5.2). Кипа 2 конвейером У подается на рольганг 3 и устанавливается под лезвием ножа 4. Вертикальное перемещение ножа осуществ­ляется электродвигателем 8 и кривошипно - шатунным механизмом 7. Перемещение кипы для следующего реза производится при верх­нем положении ножа. Нож совершает три - четыре реза в 1 мин, мощность электродвига­теля 15...30 кВт.

Брикеты синтетического каучука режутся и четырехдисковым и вращающимися ножами и подаются к ним рифлеными валками, имею­щими привод от электродвигателя. Производи­тельность таких установок при механической подаче брикетов до 35 т/ч, а затрачиваемая мощность 13 кВт.

С целью автоматизации процессов раз­вески каучуков и улучшения их транспорта­бельности внутри цеха каучуки иногда подвер­гают гранулированию (гранулы цилиндриче­ской формы диаметром 12... 15 и длиной 20...25 мм) в червячной машине с гранули­рующей головкой. При выходе из головки гра­нулы охлаждаются суспензией каолина в воде и одновременно опудриваются для предотвра­щения слипания, излишняя влага отделяется на сетчатом виброконвейере. Сушка гранул про­изводится в принудительном потоке воздуха в камерных агрегатах, во вращающихся установ­ках барабанного типа или в виброконвейерах вертикального типа [23].

Виброконвейер по сравнению с камен­ными агрегатами и установками барабанного типа позволяет совместить операции сушки и охлаждения гранул с их вертикальным пере­мещением. Виброконвейер состоит из спи­рального лотка У, укрепленного на несущей трубе 2, которая подвешена на амортизирую­щих пружинах 3 к перекрытию 4 (рис. 7.5.3). На нижнем конце несущей трубы установлен инерционный вибратор 5, создающий колеба­ние конвейера вдоль и вокруг его вертикальной оси, что обеспечивает необходимое пересыпа­ние и перемещение гранул.

Для промежуточного хранения гранули­рованных каучуков и маточных резиновых смесей применяются секционные бункера, со­стоящие из отдельных секций, каждая из кото­рых имеет выдвижное дно. Количество секций определяется необходимым запасом гранул. Периодическое пересыпание гранул из секции в секцию (при открывании дна) препятствует их слипанию. Нижняя секция бункера снабжена питателем, передающим гранулы в расходные бункеры, установленные у резиносмесителей.

Приготовление резиновой смеси пред­ставляет собой процесс равномерного распре-

^ 6

"7

Рис. 7.5.2. Гильотинный нож с механическим приводом:

У - подающий конвейер; 2 - кипа каучука; 3 - рольганг; 4 - гильотинный нож; 5 - куски нарезанного каучука; 6 - отборочный конвейер; 7- кривошипно-шатунный механизм; 8 - электродвигатель

'V

Рис. 7.5.3. Схема вертикального виброконвейера:

1 - спиральный лоток; 2 - несущая труба; 3 - пружи­ны; 4 - перекрытие; 5 - инерционный вибратор; 6 - Резинокордный вал; 7 - двигатель, 8 - генератор постоянного тока; 9 - асинхронный двигатель; 10 - Загрузочный патрубок; 11- разгрузочный патрубок, 12 - рукав; 13 - окно загрузочного патрубка, 14 - Шиберная заслонка

Деления ингредиентов в массе полимера и мо­жет осуществляться на вальцах, в червячных смесителях непрерывного действия, в закры­тых резиносмесителях периодического дейст­вия [28].

Наибольшее распространение в резино­вой промышленности получили закрытые ре - зиносмесители с роторами овальной формы типа «Бенбери» (рис. 7.5.4). Смесительная ка­мера 5, состоящая из двух полуцилиндров и двух боковин по торцам камеры, установлена на фундаментной плите 7. Сдвиговая деформа­ция загруженного материала и смешение ком­позиции осуществляются двумя фигурными роторами 6, помещенными в смесительную камеру, и вращающимися навстречу друг другу с разными скоростями. Привод роторов осуще­ствляется от электродвигателя через блок - редуктор с раздвоенной тихоходной ступенью и универсальные шарнирные шпиндели. Рото­ры имеют винтообразные гребни (длинный и короткий) с наплавками из твердого сплава.

Над смесительной камерой установлена загрузочная воронка /, закрываемая откидной дверцей 2, перемещаемой с помощью пневмо­цилиндра. Пневмоцилиндр 3 перемещает груз верхнего затвора перекрывающий загрузоч­ное отверстие смесительной камеры, и оказы­вает давление на смесь до 0,8 МПа. Готовая смесь выгружается через разгрузочное окно, расположенное в нижней части смеси­тельной камеры по всей ее длине и закрывае­мое горбушей 8 нижнего затвора. Перемеще­ние нижнего затвора скользящего типа осуще­ствляется пневмоцилиндром 9, шток которого неподвижно закреплен на основании резинос - месителя. Утечка сыпучих ингредиентов и выпрессовка смеси через зазор между горбу­шей нижнего затвора и направляющими стани­ны приводят как к потерям материалов (обыч­но безвозвратным), так и к заклиниванию ниж­него затвора при его перемещении. Радикаль­ное улучшение работы узла достигается при­менением нижнего затвора откидного типа, в котором горбуша поджимается к разгрузочно­му отверстию смесительной камеры клином, перемещаемым от гидроцилиндра. Подъем нижнего затвора в рабочее положение осуще­ствляется гидромотором.

Уплотнительные устройства в месте про­хода шейки ротора через боковину смеситель­ной камеры предотвращают выход сыпучих ингредиентов и резиновой смеси из камеры наружу. Наибольшее распространение на рези - носмесителях получили лабиринтные уплотне­ния.

Сложность кинематики перемешиваемых масс и непостоянство механических свойств смеси в целом затрудняют расчет энергосило­вых параметров работы резиносмесителей за­крытого типа.

Закрытые резиносмесители периодиче­ского действия в соответствии с действующи­ми стандартами изготовляют со свободным объемом смесительной кймеры 4,5; 18; 71; 250 (270); 370; 620 (630) дм3 и частотой вращения быстроходного ротора до 80 мин-1 (для смеси­телей 4,5 дм3 с частотой до 140 мин-1).

Резиносмесители непрерывного действия, как правило, представляют собой одно - или двухчервячную машину, геометрия рабочих органов которой обеспечивает повышенное смесительное воздействие на перерабатывае­мый материал. Двухчервячный смеситель име­ет червяки, вращающиеся навстречу друг другу с одинаковой скоростью, рабочая часть червя­ков имеет три участка. Первый (по ходу дви­жения материала) участок имеет обычную для двухчервячных машин геометрию нарезки и обеспечивает равномерную подачу ингредиен­тов из загрузочной воронки на второй участок - смесительную камеру. Червяки на втором уча­стке выполнены аналогично роторам резино­смесителей периодического действия и имеют овальные лопасти, ориентированные по винто­вой линии с переменным шагом. Обратные, тормозящие витки нарезки червяков на третьем участке регулируют выход материала из сме­сительной камеры, а следовательно, время смешения.

Для доработки резиновых смесей после смесителя периодического действия и второй стадии смешения используются одночервячные смесители типа «Трансфермикс» с нарезкой переменной глубины на червяке и цилиндре (рис. 7.5.5). При уменьшении глубины нарезки на червяке и одновременном увеличении глу­бины нарезки на цилиндре смесь переходит из
витков нарезки червяка в витки корпуса, под­вергаясь при этом интенсивному сдвигу и пе­ремешиваясь. При обратном изменении глуби­ны нарезки смесь возвращается в нарезку чер­вяка и, пройдя две секции смешения, поступает в секцию выдавливания, а затем - в головку [23].

Фирмой Вернер и Пфлейдерер (Герма­ния) для аналогичных целей разработаны од - ночервячные смесители с червяком диаметром 90...650 мм. Эффект смешения достигается за счет размещения поперек винтового канала червяка (по всей его длине) перегородок, обес­печивающих интенсивный срезающий эффект, хорошее продольное смешение (за счет возвра­та части потока в предыдущую канавку нарез­ки) и достаточно равномерное распределение температуры по потоку резиновой смеси [34].