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)技術學院材料工程系高分子應用094
評論: 更新日期:2015年03月26日
??????? (5)預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)中的廣泛應用,連續(xù)混煉技術機設備越來越受到重視,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,能降低能耗50%,降低成本62%,這是很有誘惑力的,但這種技術的詳細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)混煉設備的型號可以選擇。大多數(shù)采用正旋轉雙螺桿,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)混煉設備有明顯的不同。下面是這些連續(xù)混煉設備類型的簡介。
??????? 3.1 FCM連續(xù)混煉機
???????????????? FCM連續(xù)混煉機是一種雙轉子相對旋轉裝置。它是一種相當短的混煉設備,其長徑比大約為15:1。該設備包括兩個轉子,其轉子安裝在光滑的混煉室內,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。
??????????????? 其轉子是仿制本伯里密煉機轉子設計的。轉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。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,可以提高轉子轉速,以得到更大的剪切力,或者稍微關閉卸料門,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轉子的密煉機,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。盡管這種密煉機當初是為塑料工業(yè)而設計,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。上頂栓往復運動可保持所需的壓力。當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。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筒部件的設計可在不破壞構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。最近采用的新結構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設計。這兩種設計混煉時產(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。這些設計為雙螺桿混煉混煉膠獲得成功打下理論基礎。
??????????????? 顯然,橡膠工業(yè)已準備采用連續(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計新型的連續(xù)加工設備的采用,使這一發(fā)展成為必然趨勢,這將開辟混煉工藝的新領域。通過對連續(xù)混煉設備的開發(fā)應用,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)質的橡膠產(chǎn)品。
??????? 4 結語
??????????????? 今后,我國的密煉機生產(chǎn)廠家應注意進一步做好向密煉室大容量、主電機大功率,轉子轉速高速化、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、關鍵部件的材質及表面處理問題、適應短周期的上、下輔機配套問題、聯(lián)動和自動控制相配套問題以及高轉速與橡膠加工工藝相適應的問題等,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)廠家應當注意到,煉膠設備未來的主要發(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,簡化設備結構、降低能耗、提高混煉膠質量和穩(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,與傳統(tǒng)的煉膠方式相比,在設備投資、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)品質量。另外,采用CCM技術后,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,有可能對傳統(tǒng)的橡膠加工業(yè)產(chǎn)生積極而深遠的影響,代表著混煉膠技術的發(fā)展方向。而在這方面,我國已經(jīng)遠遠的落后于發(fā)達國家,至今沒有見到相關方面的報道。我國密煉機生產(chǎn)廠家應當在對現(xiàn)有密煉機技術水平和質量做進一步提高的同時,加緊對連續(xù)混煉技術方面的開發(fā)與研究,及早的迎頭趕上
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