Оборудование заводов по переработке пластмасс

Двухроторные смесители закрытого типа

Производим и продаем электроприводы ЭТУ, ЭПУ для двигателей постоянного тока, тел./email +38 050 4571330 / rashid@msd.com.ua

Привод ЭПУ 25А с дросселем - 5500грн

Смесители, роторы которых занимают около 60% общего объема смесительной камеры, называют закрытыми роторными смесите­лями (ЗРС). Их применяют для смешения полимеров с наполни­телями, приготовления полимерных композиций, введения в по­лимер стабилизаторов, пластификаторов, красителей и других ингредиентов. Типичный ЗРС (рис. 4.25) состоит из камеры 2, образованной двумя стальными полуцилиндрами и двумя боко­выми стенками 19; внутри камеры навстречу друг другу вра­щаются роторы 3. В массивных боковых стенках установлены роликовые подшипники роторов 20. Зазор между стенкой и шей­кой роторов уплотняется специальным устройством 18.

Смесительная камера монтируется на чугунной станине 1. В верхней части камеры располагается загрузочное окно, над которым установлена загрузочная воронка 5 с откидывающейся заслонкой 6, передвигаемой пневмоприводом 4. При загрузке смесителя заслонка отклоняется к стенке воронки и открывает отверстие в боковой стенке прямоугольной загрузочной шахты, по которой смешиваемые материалы ссыпаются в смесительную камеру. По окончании загрузки заслонка возвращается в верти­кальное положение, перекрывая при этом отверстие в стенке шахты и препятствуя выбросу пылящих компонентов наружу при работе смесителя.

В прямоугольной шахте расположен верхний затвор 10, уста­новленный на штоке 9 воздушного цилиндра 7 с поршнем 8. При загрузке смесителя затвор перемещается в крайнее верхнее положение, открывая доступ в камеру смесителя. По окончании загрузки затвор опускается вниз и через окно в камере-смесите­ля давит на находящийся в камере материал, создавая в нем избыточное гидростатическое давление, равное 0,35—0,7 МПа.

Выгрузка готовой смеси производится через нижнее окно в камере, которое во время загрузки и смешения закрыто нижним

Охлаждающая ВодаТ

Охлаждающая I Joda Цч

Сжатый

Воздух ^

Рис. 4.25. Смеситель закрытого типа. Пояснения в тексте.

Затвором 14, состоящим из фигурного клина, укрепленного на корпусе пневмоцилиндра 15. Шток 13, на котором установлен поршень пневмоцилиндра, укреплен на станине. Поэтому при по­даче воздуха в одну из полостей цилиндра последний вместе с клином перемещается по направляющим под смесительной ка­мерой, закрывая или открывая камеру снизу. Подача сжатого воздуха в цилиндр осуществляется через каналы, просверленные в штоке 13.

В зависимости от формы поперечного сечения и конфигура­ции роторов (см. рис. 4.24) различают ЗРС с овальными рото­рами (рис. 4.24, з), с трехгранными и четырехгранными ротора­ми (рис. 4.24, к) и с цилиндрическими роторами (рис. 4.24, и).

В отечественной промышленности получили распространение ЗРС с овальными роторами — так называемые смесители типа Бенбери.

Процесс ламинарного смешения сопровождается интенсив­ным тепловыделением. Для отвода тепла смеситель имеет систе­му охлаждения. Роторы охлаждают конденсатом, поступающим во внутреннюю полость по трубам 16 и разбрызгиваемым по всей полости ротора через установленные на трубке форсунки. Из роторов охлаждающая вода сливается через воронку 17 и поступает в установленную на линии стока воронку 12.

Стенки камеры могут прогреваться пропускаемым через па­ровую рубашку паром и охлаждаться как пропусканием охлаж­денного конденсата через рубашку, так и орошением стенок ка­меры конденсатом снаружи, поступающим на поверхность ка­меры через многочисленные патрубки, присоединенные к коллек­тору 11.

Гребень нижнего затвора 14 и верхний затвор имеют полости, которые охлаждаются водой.

Привод ЗРС осуществляется, как правило, от синхронных электродвигателей большой мощности через редуктор с помо­щью шарнирной муфты 21. В настоящее время наиболее рас­пространены два варианта кинематических схем привода.

Первый вариант (рис. 4.26, а) состоит из встроенного в сме­ситель редуктора, первая ступень которого образована парой приводных шестерен 4, а вторая — парой фрикционных шесте­рен 3, которые передают вращающий момент от приводного ро­тора 1 к ведомому ротору 2. При этом они одновременно обес­печивают и необходимое соотношение скоростей вращения рото­ров. Обычно передаточное число фрикционных шестерен лежит в интервале 1,14—1,16. Частота вращения роторов производст­венных смесителей составляет: для тихоходных смесителей — около 20 об/мин, для быстроходных смесителей — около 70 об/мин.

Обычно для привода смесителя используют быстроходный синхронный электродвигатель мощностью 700 и более кВт с час­тотой вращения выходного вала 750—1500 об/мин. Поэтому между встроенным редуктором смесителя и двигателем уста-

Рис. 4.26. Кинематические схемы приводов ЗРС:

А — индивидуальный привод от быстроходного электродвигателя; б — привод от быстро­ходного электродвигателя через блок-редуктор и универсальные шарнирные муфты; 1, 2 — роторы; 3 — фрикционные шестерни; 4 — приводные шестерни; 5 — редуктор; 6 — быстроходный электродвигатель; 7 — блок-редуктор; 8 — шарнирные муфты; 9 — синхрои - ■ иый быстроходный электродвигатель; 10 — возбудитель.

Навливают дополнительный редуктор 5. Выходной вал редуктора соединяется с ведущим валом редуктора смесителя посредством эластичной муфты 10.

Недостатки привода такого типа: громоздкость, тяжелые ус­ловия работы фрикционных-и приводных шестерен встроенного редуктора, обычно расположенных внутри ограничительного ко­жуха, а также перегрузки роторных подшипников распорными и окружными усилиями, возникающими на шестернях привода.

Второй вариант привода (рис. 4.26, б) отличается наличием только одного выносного, блок-редуктора 7, совмещающего в се­бе функции редуктора и фрикционных шестерен. Два выходных вала блок-редуктора соединяются с роторами смесителя посред­ством валов с карданными шарнирами 8. Благодаря этому уда­ется полностью разгрузить подшипники роторов от усилий, воз­никающих в приводных и фрикционных шестернях. Все шестер­ни—-как приводные 4, так и фрикционные 3 — располагаются в общем блок-редукторе. Применение подшипников качения, вы­сококачественных косозубых шестерен, циркуляционной систе­мы смазки позволило создать компактный блок-редуктор для передачи мощности, превышающей 1500 кВт. Карданные шарни­ры 8 допускают небольшой перекос и смещение валов, между ко­торыми они установлены. Это снижает требования к точности монтажа,, упрощает и удешевляет сборку и установку смесителя.

Привод смесителя осуществляется от быстроходного электро­двигателя 9, на одной оси с которым, установлен возбудитель 10.

Роторы смесителя. В настоящее - время в ЗРС применяют три типа роторов. Овальные роторы (см. рис. 4.24, з) в поперечном сечении имеют форму сужающегося к одному концу эллипса, заостренный конец которого переходит в вершину винтовой ло­пасти. Одна из них, имеющая большую длину (0,55—0,65 длины ротора), расположена по винтовой линии с углом подъема око­ло 30°, а вторая (0,35—0,45 длины ротора) — с углом подъема около 45°. Угол охвата ротора каждой из лопастей не превыша­ет 90°.

Трехгранные роторы .(см. рис. 4.24, к), обычно применяющие­ся в ЗРС фирмы «Вернер — Пфляйдерер», имеют лопасти, напо­минающие зуб шевронной шестерни. Поперечное сечение этих роторов имеет форму трехгранной призмы с вогнутыми гранями.

Винтовые роторы (см. рис. 4.24, и), обычно применяемые в ЗРС фирмы «Интермикс — Шоу», состоят из цилиндрического сердечника, на поверхности которого расположены два винтовых выступа (угол подъема винтовой линии — около 42°).

Первые два типа роторов вращаются с различными скоро­стями, так как гребни роторов не входят в зацепление. Винтовые роторы вращаются с одинаковыми скоростями, так как выступы нарезки одного ротора входят во впадины нарезки другого. Су­ществует модификация овальных роторов, в которой на каждом роторе вместо двух лопастей расположено по четыре — две длин­ных и две коротких (см. рис. 4.24,л). Такие роторы обеспечива­ют примерно полуторакратное сокращение времени смешения.

Роторы обычно изготавливают из стального литья. На гре­бень (кромку лопасти) ротора для увеличения срока службы смесителя наплавляют твердый сплав (победит, сормайт). На гребни роторов, работающих во взрывоопасной среде, наварива­ют неискрящие сплавы. Роторы смесителей обычно устанавлива­ют на двух радиально-сферических роликовых подшипниках. Наружное кольцо одного из подшипников жестко фиксируется в корпусе, а второе выполняется плавающим. Смазка подшипни­ков осуществляется от лубрикатора.

Уплотнения роторов. Для предотвращения потерь ингредиен­тов через зазоры между цапфами вращающихся роторов и стенками камеры в конструкции РЗС предусмотрены специаль­ные уплотнения. Уплотнение сальникового типа (рис. 4.27) со­стоит из установленной на роторе 1 манжеты 8 и набора медно - графитовых колец 7, размещенных в стальной втулке 3, при­крепленной к боковой стенке 2. Уплотняющее усилие создается грундбуксой 6, на которую нажимают пружины 5, установлен­ные по окружности уплотнения на шпильках 4. Для уменьшения трения в зазоры между кольцами нагнетается смазка.

Лабиринтное уплотнение (рис. 4.28, а) состоит из запрессо­ванной в стенку 2 неподвижной втулки 3 и подвижного кольца 4. Втулка и кольцо имеют проточки в виде торцевых концентри-

Рис. 4.27. Уплотнение сальникового типа. Пояснения в тексте. Рис. 4.28. Бессальниковые уплотнения:

А — лабиринтное; б — торцевое.

Пояснения в тексте.

Ческих канавок, так что выступы втулки входят в соответствую­щие канавки, и наоборот. Узкий лабиринт, образованный таким размещением деталей, создает препятствие выходу расплава из камеры. Кроме этого на внутренней поверхности втулки 3 име­ется винтовая канавка. Гладкая поверхность шейки ротора 1, взаимодействуя с заполняющим канавку расплавом, приводит его в движение. В результате находящийся в канавке расплав начинает двигаться в сторону камеры смесителя против направ­ления потока утечек, создаваемого избыточным давлением в ка­мере.

Торцевое уплотнение с автоматически регулирующимся уп­лотняющим усилием (рис. 4.28, б) состоит из напрессованной на шейку ротора 1 центрирующей втулки 3, на которую насажена уплотняющая втулка 8, прижатая пружинами 4 к бронзовому кольцу 5, укрепленному в гнезде неподвижной обоймы 6. Втул­ка 8 вращается вместе с ротором. Расплав, попадая в простран­ство между стенкой 2 и втулкой 8, прижимает втулку к поверх­ности кольца 5 с силой, пропорциональной давлению в камере смесителя. Установленное между втулками 3 и 8 резиновое кольцо 7 предотвращает утечку расплава через кольцевой зазор между втулками. Кольцо 5 является сменной деталью, и его по мере износа заменяют другим. В область контакта трущихся частей подается смазка под давлением из лубрикатора.