密煉機的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
作者:李子昂
來源:徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院材料工程系高分子應(yīng)用094
評論: 更新日期:2015年03月26日
??????? (5)預(yù)混合配合劑均勻且生產(chǎn)狀態(tài)穩(wěn)定。
??????? (6)安裝費低。
??????? 2.2.2連續(xù)混煉的缺點
??????? (1)不能加工流動性差的材料。
??????? (2)需要采用先進的稱量及計量設(shè)備。
??????? (3)不易手動操作,適于自動控制。
??????? (4)短期生產(chǎn)成本較高。
??????? (5)排膠溫度比分批混煉高。
??????? (6)更換混煉膠時,需要配置專用的設(shè)備。
???????????????? 分批混煉和連續(xù)混煉各有優(yōu)缺點,須根據(jù)具體情況如膠料性能等確定。但隨著適用于連續(xù)混煉設(shè)備的熱塑性彈性體(如粒狀、流動性好的三元乙丙膠等)在傳統(tǒng)橡膠工業(yè)中的廣泛應(yīng)用,連續(xù)混煉技術(shù)機設(shè)備越來越受到重視,經(jīng)多年研究在國外已有很大進展,如三海公司的CCC低溫連續(xù)混煉技術(shù),能降低能耗50%,降低成本62%,這是很有誘惑力的,但這種技術(shù)的詳細(xì)情況仍然處于保密之中。以下介紹的是幾種連續(xù)混煉機。
??????? 3 國外連續(xù)混煉機
??????????????? 多年來,塑料工業(yè)已有幾種通用的連續(xù)混煉設(shè)備。經(jīng)某些改進,這些密煉機已用于混煉特殊的混煉膠。連續(xù)混煉設(shè)備的型號可以選擇。大多數(shù)采用正旋轉(zhuǎn)雙螺桿,它能夠按各種螺桿部件和機筒部件規(guī)格定做。有些連續(xù)混煉設(shè)備有明顯的不同。下面是這些連續(xù)混煉設(shè)備類型的簡介。
??????? 3.1 FCM連續(xù)混煉機
???????????????? FCM連續(xù)混煉機是一種雙轉(zhuǎn)子相對旋轉(zhuǎn)裝置。它是一種相當(dāng)短的混煉設(shè)備,其長徑比大約為15:1。該設(shè)備包括兩個轉(zhuǎn)子,其轉(zhuǎn)子安裝在光滑的混煉室內(nèi),與本伯里密煉機的布置相似。密煉機的一端裝有加料斗,原材料通過該加料斗喂入密煉機。其對應(yīng)端上裝有一個卸料門,混煉好的膠料通過該卸料門排出。
??????????????? 其轉(zhuǎn)子是仿制本伯里密煉機轉(zhuǎn)子設(shè)計的。轉(zhuǎn)子上有一類似于擠出機螺桿的供料段,其主要用途是把原材料推進密煉機內(nèi)。與其鄰接的是正、反向螺旋狀物,其主要用途是提供充分和廣泛的混煉。除此之外,還有橢圓形翼,該翼用于通過卸料門開口排出物料。
???????????????? 這種密煉機最明顯的特征是連續(xù)供料。密煉機的生產(chǎn)率基于喂料速率。保持恒定供料,可以提高轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速,以得到更大的剪切力,或者稍微關(guān)閉卸料門,提高排膠溫度。密煉機在常壓下操作,形成獨立混煉環(huán)境,完全不受成型要求的影響。根據(jù)這一特征,F(xiàn)CM裝置能夠混煉剪切率和溫度高的物料,同時也能混煉低剪切率和對溫度更為敏感的物料。
???????????????? 目前全世界有1000多臺這樣的密煉機在使用中。這種密煉機原為膠料的連續(xù)混煉而設(shè)計,現(xiàn)大多數(shù)用于塑料工業(yè)。生產(chǎn)能力從100到1000001b/h以上。
??????? 3.2 法雷爾MVX(混煉,排氣,擠出)
??????????????? MVX包括一臺裝有兩個三角形相對旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的密煉機,該密煉機與一臺擠出機緊密配置,使混煉和擠出可同時進行。盡管這種密煉機當(dāng)初是為塑料工業(yè)而設(shè)計,但后來發(fā)現(xiàn)其更適合橡膠工業(yè)。
??????????????? 加料裝置是一種簡單的氣動上頂栓,上頂栓迫使自由流動物料進入混煉室。上頂栓往復(fù)運動可保持所需的壓力。當(dāng)物料直接通過混煉室時,將成為六個滾動堆積膠團,滾動堆積膠團由擋膠板擋住,以防未混煉物料短循環(huán)。
???????????????? 機組的生產(chǎn)率與擠出速度有關(guān)。水和空氣由喂料螺桿后端排出。擠出機頭端部可以安裝膠條輸送裝置或造粒裝置。該機組的生產(chǎn)率為1000-100001b/h。
??????? 3.3 FTX雙螺桿擠出機
???????????????? FTX是一種正旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機,見圖2,有各種配置,以滿足用戶各種混煉要求。這些配置由多種螺桿和機筒部件組成。由于工程樹脂需在高溫下混煉,使這種連續(xù)混煉設(shè)備變得更為通用。遺憾的是,這種螺桿)令卻問題很難解決,不適于混煉溫度敏感的物料?;鞜捠覚C筒部件的設(shè)計可在不破壞構(gòu)造的前提下獲得最佳的混煉效果。這些機筒部件也可用真空排氣以及在下道工序添加其它配合劑{如增塑劑}的設(shè)計。該機的長徑比幾乎不受限制。
??????????????? 捏煉件呈螺旋狀,可提供起碼的充分混煉。最近采用的新結(jié)構(gòu)對混煉溫度敏感的物料提供了較大的可能性,這些部件為六角型和FCM設(shè)計。這兩種設(shè)計混煉時產(chǎn)生的熱能較低,也可以采用流動形式,以確保物料良好的分散和均勻分布。FCM區(qū)段實現(xiàn)了正向和反向混煉,而六角區(qū)段則給出流動形狀,以便進行混煉操作。這些設(shè)計為雙螺桿混煉混煉膠獲得成功打下理論基礎(chǔ)。
??????????????? 顯然,橡膠工業(yè)已準(zhǔn)備采用連續(xù)混煉。雖然由于投資巨大,分批式混煉機還不會很快被淘汰,但是流動性好的原材料以及設(shè)計新型的連續(xù)加工設(shè)備的采用,使這一發(fā)展成為必然趨勢,這將開辟混煉工藝的新領(lǐng)域。通過對連續(xù)混煉設(shè)備的開發(fā)應(yīng)用,許多混煉過程中的難題將迎刃而解,從而可以生產(chǎn)出更為優(yōu)質(zhì)的橡膠產(chǎn)品。
??????? 4 結(jié)語
??????????????? 今后,我國的密煉機生產(chǎn)廠家應(yīng)注意進一步做好向密煉室大容量、主電機大功率,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高速化、多級或無級化方向的發(fā)展,并解決好隨之而來的主要零部件的加工及精度問題、關(guān)鍵部件的材質(zhì)及表面處理問題、適應(yīng)短周期的上、下輔機配套問題、聯(lián)動和自動控制相配套問題以及高轉(zhuǎn)速與橡膠加工工藝相適應(yīng)的問題等,進一步提高我國密煉機的整體水平。
??????????????? 但與此同時各密煉機生產(chǎn)廠家應(yīng)當(dāng)注意到,煉膠設(shè)備未來的主要發(fā)展方向是連續(xù)混煉。雖然受到喂料必須采用膠?;蚰z粉等條件的限制,而遲遲不能推廣,但因為連續(xù)混煉具有可大幅提高生產(chǎn)效率、由一條生產(chǎn)線取代密煉機及上下輔機,簡化設(shè)備結(jié)構(gòu)、降低能耗、提高混煉膠質(zhì)量和穩(wěn)定性、容易實現(xiàn)綠色操作等等諸多優(yōu)點,使其具有廣闊的發(fā)展前景,尤其是隨著熱塑性彈性體等適宜連續(xù)混煉的新材料的廣泛使用,這種趨勢就更加明顯。發(fā)達工業(yè)國家早就投入了大量的人力物力和財力進行研究,并取得了一定的進展。如倍耐力公司的CCM連續(xù)混煉技術(shù),與傳統(tǒng)的煉膠方式相比,在設(shè)備投資、廠房面積、生產(chǎn)效率等方面都有很大的優(yōu)勢,以年產(chǎn)300萬套輪胎為例,在煉膠車間設(shè)備投資方面,傳統(tǒng)方法需2500萬歐元,而CCM只需1000萬歐元;廠房面積CCM只需800m2,而傳統(tǒng)方法需3000m2;采用CCM技術(shù)可提高生產(chǎn)效率25%,節(jié)省能料消耗21%,且可得到更好的產(chǎn)品質(zhì)量。另外,采用CCM技術(shù)后,生產(chǎn)周期可由原來的24h減少到4.7h(指從訂貨到出貨所需時間),且更為環(huán)保。這是一項非常先進的新技術(shù),有可能對傳統(tǒng)的橡膠加工業(yè)產(chǎn)生積極而深遠(yuǎn)的影響,代表著混煉膠技術(shù)的發(fā)展方向。而在這方面,我國已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的落后于發(fā)達國家,至今沒有見到相關(guān)方面的報道。我國密煉機生產(chǎn)廠家應(yīng)當(dāng)在對現(xiàn)有密煉機技術(shù)水平和質(zhì)量做進一步提高的同時,加緊對連續(xù)混煉技術(shù)方面的開發(fā)與研究,及早的迎頭趕上
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