Производство каучука

Размещено на http://www.allbest.ru/

План

1. Установка для декристаллизации каучуков

2. Машина для резки каучуков

3. Оборудование для хранения и подготовки сыпучих компонентов

4. Транспорт для сыпучих

5. Затворы и дозаторы

6. Сигнализаторы уровня

7. Сушилка и классификаторы

8. Вальцы

9. Резиносмесители

1. Установка для декристаллизации каучуков

Сырье, поступающее со склада, перед развеской и смешением подготавливают; сыпучие материалы растаривают, просеивают и подсушивают; жидкие вязкие компоненты подогревают для снижения вязкости; каучуки в кипах отделяют от упаковочного материала и очищают от загрязнений.

Под влиянием низких температур и особенно в зимний период НК затвердевает (кристаллизуется) и трудно поддается обработке. Способность к кристаллизации обнаруживается и у некоторых синтетических каучуков, например СКИ-3, наирит. Декристаллизация (распарка) каучуков осуществляется при температурах порядка 50--70 °С. При этом каучук из кристаллического состояния переходит с различной скоростью в аморфное, высокоэластическое состояние, а листы натурального каучука, из которых состоит кипа, сравнительно легко отделяются один от другого. Известно несколько типов установок для декристаллизации НК: 1) воздушные распарочные камеры непрерывного действия; 2) воздушные распарочные камеры периодического действия; 3) отапливаемые складские помещения; 4) установки (периодического и непрерывного действия) для декристаллизации НК токами высокой частоты.

В первых трех типах установок разогрев кусков каучука осуществляется при помощи конвективного теплообмена от нагретого воздуха (газа) через наружные слои кипы каучука к внутренним. При использовании токов высокой частоты куски каучука разогреваются за счет электромагнитной индукции. При этом кусок или кипа НК помещается в переменное электрическое поле высокой частоты - от 20 до 75 МГц. Разогрев кипы здесь производится одновременно по всему объему за счет переменной силовой ориентации молекул каучука в переменном электрическом поле высокой частоты. Длительность декристаллизации кипы каучука в установках индукционного разогрева периодического действия составляет 40--45 мин, длительность декристаллизации нарезанных кусков каучука (кипа обычно режется на четыре части) в установках конвективного теплообмена - 5--8 ч. В настоящее время для декристаллизации НК применяются специальные отапливаемые складские помещения и воздушные распарочные камеры непрерывного действия; описание камеры приведено ниже. Распарочные камеры периодического действия редко используются в многотоннажном серийном производстве. Установки индукционного разогрева (декристаллизации) натурального каучука токами высокой частоты р настоящее время не используются.

Поточная линия декристаллизации НК

Рисунок 1.- Поточная линия декристаллизации НК

1 - камера; 2 - подвесной конвейер; 3 - входной и выходной проемы для конвейера; 4 - рольганги; 6 - вертикальные ножи для резания каучука; отборочный ленточный транспортер. натяжная станция конвейера; 5 7 - подающий рольганг;

Состоит из воздушной распарочной камеры непрерывного действия (рис. 2.4) и специальных транспортных средств. Воздушная распарочная камера представляет собой большую нагревательную камеру с подогревателями, вентиляторами и транспортными средствами для автоматического передвижения кусков каучука, расположенных на специальных подвесках. Куски каучука после резания кип на вертикальных гидравлических ножах 6 укладывают на подвески цепного конвейера 2, трасса которого размещена несколькими ярусами в камере 1. Воздух внутри камеры нагревается и циркулирует с помощью калориферов и вентиляторов. Отверстия 3 для входа и выхода подвесок теплоизолируются воздушными завесами.

Загрузочная часть трассы конвейера проходит на уровне, удобном для загрузки, так что куски каучука (приблизительно по 20--25 кг) по рольгангу 5 скатываются непосредственно на подвески конвейера 2. Для предотвращения прилипания каучука к полкам подвесок последние посыпают тальком. После выхода из распарочной камеры полки подвесок автоматически опрокидываются над ленточным транспортером 8, который доставляет декристаллизованный каучук на пластикацию. Механизация загрузки каучука позволила повысить температуру воздуха в камере до 100 °С, что привело, с учетом разрезания кипы на куски перед загрузкой в камеру, к сокращению продолжительности разогрева до 6 ч и менее. Это резко повысило производительность установки. Основной недостаток камеры - длительность и неравномерность разогрева кусков каучука по глубине.

2. Машина для резки каучуков

Машины для резки каучуков снабжены гильотинными или вращающими ножами. Наиболее распространены гидравлические ножы вертикального и горизонтального типа, менее - ножи с механическим приводом или с вращающимися режущими устройствами.

Для резки закристаллизованного каучука применяют однолучевые ножи с приводом от гидроцилиндра, развивающего усилие до 56 кН.

Рисунок 2- устройства однолучевого гидравлического ножа вертикального типа 1,6- траверсы; 2-нод; 3-колонн; 4- плита; 5- силовой цилиндр; 7- плунжира

На рис. 2 изображена схема устройства однолучевого гидравлического ножа вертикального типа. Силовой контур машины состоит из колонн 3, верхний 1 и нижней 6 траверс. На верхней траверсе неподвижно укреплен нож 2. Силовой цилиндр 5 установлен в нижней траверсе и служит для перемещения в вертикальном направлении плунжира 7 с жестко укрепленной на нем плитой 4. Кипу каучука помещают на плиту 4, послечего в силовой цилиндр подают рабочую жидкость, под действием которой плунжир 7 начнет перемещать плиту 4 с помещенной в ней кипой каучука по направлению к ножу, разрезающему кипу на части по мере движения ее вверх. Вниз плита возвращается под действием собственного веса. Чтобы полностью разрезать кипу и не затупить лезвие ножа о нижнюю плиту, а последней делают проточку с помещенной в нее деревянной планкой или полосой резины, в которую и входит лезвие в конце рабочего хода. Рабочий цикл ножа длится около 1 мин.

3. Оборудование для хранения и подготовки сыпучих компонентов

Оборудование для приема, хранения и подготовки сыпцчих компонентов является громоздкими и довольно сложным из-за специфических свойств высокодисперсных материалов.

Сыпучие материалы хранятся в различных емкостях (бункерах).

Рисунок 3. Устройство бункера.

1-корпус; 2-устройство сводообрушения; 3-винтовой транспортер.

Загрузка и заполнение бункера осуществляется закрытыми механизмами автоматически. Конструкция бункера показана на рис. 3.

В бункерах для облегчения вытекания из них сыпучего материала и разрушения образующихся сводов устраивают ворошители - гребенки, совершающие вращение и возвратно- поступательное движение. Вытеканию материала также способствуют вибраторы, располагаемые вблизи отверстия бункера. На рис.4 изображен простейший электромагнитный вибратор.

4. Транспорт для сыпучих

Сыпучие материалы транспортируют пневмотранспортом, ленточными, винтовыми транспортерами или конвейерами с погруженными скребками. каучук декристаллизация аморфный

5. Затворы и дозаторы

Рисунок 5.- Устройство шлюзового затвора

В шлюзовом затворе полость бункера изолирует от внешней среды установленный в корпусе фигурным барабаном. При вращении барабана в его полости поочередно засыпается материал, который после поворота барабана поочередно высыпается из него в загрузочную воронку.

6. Сигнализаторы уровня

Принцип сигнализатора уровня, действие которого основано на использовании проникающего излучения, заключается в измерении интенсивности поглощенного излучения, меняющейся в зависимости от заполнения бункера.

7. Сушилка и классификаторы

Сыпучие материалы, особенно гинроскопичные и склонные к слеживанию, перед подачей в производство иногда необходимо подсушивать, просеивать или измельчать.

Газоструйная мельница-сушилка - эффективное устройство, позволяющее одновременно измельчать, подсушивать и классифицировать большинство сыпучих материалов. Установка работает на жидком топливе или газе. Топливо, подаваемое насосом 8, сгорает в камерах 4, которые питают воздухом вентилятор 7. Подготовленный к измельчению материал из бункера 1 винтовым дозатором 2 подается в винтовой затвор-питатель 3, из которого он попадает в струю газов и разгоняется в трубках 5. Два встречных потока горячих газов со взвешенными частицами материала сталкиваются в помольной камере 6. За счет большой скорости частицы материала приобретают большой запах кинетической энергии и, соударяясь, измельчаются.

Из камеры 6 пылегазовая смесь подается в классификатор 12, где происходит отделение частиц, не удовлетворяющих требованиям по крупности, и возврат их на домол через течку 13 в затвор питатель 3. Готовый - измельченный и высушенный- продукт высашивается в циклоне 10. Отработанные газы сбрасываются через вентилятор 11 в атмосферу.

Рисунок 7 - Газоструйная мельница-сушилка

1- бункер; 2- винтовой дозатор 3-затвор-питатель;4- камера; 5- трубка;6- камера; 7- вентилятор; 8- насос; 9- шлюзной затвор; 10- циклон; 11-вентилятор; 12- классификатор; 13-течка возврата материала на домол.

8. Вальцы

Вальцы представляют собой машину с двумя горизонтальными валками, вращающимися навстречу друг другу. Они предназначены для обработки вязкоупругих или пластичных материалов путем их многократного пропускания через зазор между валками, где они многократно подвергаются интенсивным деформациям сдвигового характера. Машина может работать как в периодическом, так и в непрерывном режиме.

Классификация:

Смесительные вальцы используют когда для введения в смесь компонентов требуются более мягкие условия смешения по сравнению с условиями смешения в резиносмесителе.

Обозначение .

Листовальные вальцы применяются для получения листов резиновой смеси.

Смесительно-подогревательные вальцы имеют в обозначении индекс См-Пд и характеризуется фрикцией 1,14.

Дробильные вальцы используют в производстве регенерата для дробления старой резины.

Обозначение .

Размалывающие вальцы устанавливают для более тонкого размола старой резины.

Обозначение

Рафинирующие вальцы предназначены для очистки смесей от твердых включений, которые выдавливаются к краям волков благодаря их бочкообразной формой.

Обозначение

Принцип действия.

Рисунок 8-Устройство вальцев

1-- передний валок; 2 - задний валок; 3 - ограничительные стрелки; 4 - приводная шестерня; 5, 17 - верхние траверсы; 6 - указатель величины зазора между валками; 7 - механизм регулировки зазора; 8, 12 - станины вальцев; 9, 14 - подшипники трансмиссионного вала; 10 - соединительные болты; 11-- фундаментная плита; 13 - окна для заворачивания фундаментных болтов; 15 - трансмиссионный вал; 16 - передаточные (фрикционные) шестерни; 18 - колпачковая масленка; 19 - конечный (аварийный) выключатель; 10 - штанга аварийного выключателя.

На рисунке 8 показано устройство смесительных вальцов с размером бочек валков , с индивидуальным правым приводом. Два полых валка (передний 1 и задний 2), вращающиеся навстречу друг другу в подшипниках качения 9,4, установлены с танинах 8,12. Последние стянуты траверсами 5,7 и образуют прямоугольные окна, в которых установлены корпуса подшипников валков. Станины и траверсы отливаются из стали и имеют значительный запас прочности. Станины установлены на массивной фундаментной плите 11, изготовленной из чугуна или железобетона. Корпуса подшипников заднего валка установлены в станинах неподвижно и закреплены в них болтами.

Для изменения величины зазора между валками корпуса подшипников переднего валка могут передвигаться по направлению вдоль станины. Перемещение корпусов подшипников переднего валка в станинах производится нажимным винтом с помощью механизма регулирования зазора. Последний приводится в действие вручную или от электродвигателя. Каждый из двух нажимных винтов упирается в корпус подшипника переднего валка через предохранительную шайбу. При перезагрузки вальцов и при попадании в зазор какого-либо постороннего предмета шайба срезается, передний валок под действием транспортного усилия сдвигается, и зазор между валками увеличивается. Благодаря этому исключается возможность поломки вальцов.

Для ограничения перемещения передних валков установлены концевые выключатели, которые при заданном положении валка отключают электродвигатель механизма регулировки зазора. В некоторых конструкциях вальцов имеется предохранительное устройство, не допускающее прижатия переднего валка к заднему. Для контроля за равномерным перемещением переднего валка и величиной зазора между валками на каждой станине установлены диски с указателями величины зазора.

Во избежание попадания обрабатываемого материала в подшипники через редуктор. Электродвигатель с редуктором установлены на общей фундаментальной плите с вальцами. На выходной вал редуктора насажена малая ведущая шестерня, находящаяся в зацеплении с большой ведомой приводной шестерней, насажденной на шейку заднего валка. Через эту пару шестерен и приводится в движении задний валок вальцов. Передней же валок получает движение через пару так называемых фрикционных шестерен. Все шестерни закрыты кожухами. Подшипники валков смазываются густой смазкой при помощи ручного насоса типа НРГ, расположенного со стороны заднего валка.

Вальцы снабжены устройством для аварийного останова. Оно выполнено в виде двух штанг, расположенных параллельно образующим валков на высоте 1200 мм от уровня пола. При нажатии на штангу концы ее через систему рычагов действуют на выключатели, укрепленные на траверсах вальцов, которые прекращают подачу тока к электродвигателю привода. Одновременно выключается электромагнит колодчатого тормоза на валу электродвигателя, и тормоз зажимает тормозной шкив.

В соответствии с действующими нормативами по технике безопасности аварийный выключатель должен обеспечить безопасную работу на вальцах. При незагруженных вальцах путь торможения не должен превышать 1,4 оборота переднего валка, начиная с момента нажатия на аварийный выключатель. При нагруженных вальцах система торможения должна обеспечить практически мгновенную остановку валков. В современных вальцах при аварийном торможении передний валок автоматически отодвигается от заднего, увеличивая тем самым зазор между ними.

9. Резиносмесители

Резиносмесители предназначены для приготовления резиновых смесей, в них реализуется процесс смешения каучука с наполнителями, серой и другими компонентами.

По принципу действия резиносмесители подразделяются на смесители периодического действия и смесители непрерывного действия. Наибольшее распространение получили резиносмесители периодического действия.

Принцип работы резиносмесителя заключается в следующем. Исходные компоненты загружаются в смесительную камеру: жидкие компоненты - через патрубок в горловине 5, технический углерод - через другой патрубок в этой же горловине, все остальные компоненты (каучук в виде кусков или гранул и сыпучие) - через загрузочную воронку 11. В загрузочной воронке на горизонтальной оси установлена дверца 9 с пневматическим приводом 10. После загрузки компонентов дверца занимает вертикальное положение и предотвращает вынос пылящихся веществ наружу. Часть из них отсасывается через вентиляционный патрубок 8.

Вращающимися навстречу друг другу роторами 2 компоненты смеси вовлекаются в сложное движение и подвергаются деформациям сжатия, растяжения и сдвига. Доминирующими являются деформации сдвига и сжатия. Этому способствует сама конструкция роторов, представляющих полые валы с фигурными гребнями. Гребни расположены под углом к образующей цилиндра. Угол закручивания гребней одинаков и равен 90°, а углы подъема разные. Один из гребней расположен под углом примерно 30° к образующей цилиндра, а другой - под углом 45°. Благодаря этому один из гребней простирается вдоль рабочей части ротора на длину, большую половины всей длины ротора, а другой - на длину, меньшую половины длины рабочей части ротора. Таким образом, гребень, расположенный под меньшим углом к образующей, является более длинным, а другой гребень с большим углом по отношению к образующей - менее длинным, или коротким. Гребни расположены в противоположных частях ротора и между собой не соединяются. Поперечное сечение ротора по гребню имеет полуовальную форму. Зазор между вершиной гребня ротора и цилиндрической стенкой камеры составляет величину порядка 3 мм.

По окончании загрузки компонентов в камеру резиносмесителя включается в работу пневматический привод 7, шток которого соединен с верхним затвором 6. Последний опускается и воздействует на компоненты смеси с определенным усилием. Благодаря этому достигается необходимое для процесса смешения сцепление перемешиваемого материала с поверхностью роторов и смесительной камеры.

В начальный период работы смесителя компоненты заполняют не только весь объем смесительной камеры, но и часть горловины. По мере распределения сыпучих и жидких компонентов в каучуке объем смеси уменьшается и на завершающей стадии процесса смесительная камера заполнена смесью частично. Отношение объема резиновой смеси к свободному объему смесительной камеры носит название коэффициента загрузки. Среднее значение коэффициента загрузки смесительной камеры выбирается опытным путем и лежит в пределах 0,6--0,7.

Перемешиваемый материал подвергается деформациям в серповидном зазоре между гребнями роторов и стенками смесительной камеры, в узком зазоре между вершинами гребней и стенкой камеры, в пространстве между роторами и затворами, верхним и нижним, в пространстве между цилиндрической поверхностью роторов и стенкой камеры. Вследствие того, что роторы вращаются с разной частотой, геометрическая форма рабочего пространства непрерывно изменяется, компоненты смеси и сама смесь совершают сложное движение, переходят из одной половины камеры в другую. Благодаря винтовому расположению гребней кроме поперечного перемещения смесь получает продольное движение, разворачивается у боковых стенок и движется по сложным траекториям по объему смесительной камеры.

Резиносмесители оснащаются достаточно мощными электродвигателями. Например, резиносмеситель со свободным объемом смесительной камеры 250 л при частоте вращения быстроходного ротора 20 об/мин оснащается электродвигателем мощностью 315 кВт, а тот же смеситель при частоте вращения быстроходного ротора 40 об/мин оснащается двигателем мощностью уже 800 кВт.

Вся эта мощность, за исключением потерь в приводе, расходуется на приготовление резиновой смеси и выделяется в виде теплоты в смесительной камере. Для поддержания температурного режима резиносмеситель оснащается комплексной системой охлаждения.

Охлаждению водой подвергаются смесительная камера, роторы, верхний и нижний затворы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на Allbest.ru