[SHipinsky_V.G.]_Oborudovanie_i_osnastka_upakovoch(z-lib.org)

соответственно автоматическое включение вентилятора 22 и электроклапана

12, впрыскивающего в камеру порцию воды при звуковом сигнале.

Рис. 20.13. Агломератор двухроторный модели А-01

При работе перерабатываемое пленочное полимерное сырье рабочими вручную сортируется по видам материалов (на полиэтиленовое, поливинилхлоридное и т. д.), очищается от загрязнений и посторонних непластмассовых компонентов, а также группируется, уплотняется и сворачивается в небольшие рулоны, пригодные для загрузки. Далее оператором открывается крышка 10 агломератора и через загрузочный люк этим сырьем заполняется с уплотнением размольно-смесительная камера 5. После этого крышка 10 закрывается и агломератор включается в работу. Загруженное сырье при этом измельчается ножами 9 быстро вращающихся дисковых роторов 8 с интенсивным перемешиванием и за счет трения его измельченных фрагментов между собой и поверхностью камеры за 3 – 5 минут разогревается до вязкотекучего состояния. В этот момент через электроклапан 12 в камеру 5 впрыскивается определенная порция воды, которая, превращаясь в пар, быстро охлаждает пластифицированную массу, и она при этом формируется в отдельные окатыши (агломерат) – небольшие частицы произвольной округлой формы. В это же время включается вентилятор 22,

удаляющий пар и пыль из камеры через пылесборник в магистраль вытяжной вентиляции, а также обеспечивающий конвективную сушку полученного агломерата. Отработав предусмотренное время, вентилятор 22 выключается, и оператор поворотом рукоятки 15 поднимает вверх шибер 13, открывая тем самым выгрузочное окно камеры 5. После этого он открывает дверцу 17 и через открытое окно выгружает полученный агломерат из камеры 5 в технологическую тару, а затем шибер 13 и дверца 17 возвращаются в исходные положения и цикл повторяется. Техническая характеристика у агломератора модели А-01 следующая:

151

Производительность, кг/ч, не менее (по полиэтилену)…….............. 70 Масса загружаемого сырья, кг, не более …………………………….. 6,5

Продолжительность цикла, с …………………………....................... 4±1

Объём впрыскиваемой в камеру воды, см3 ................................ 300 ±25

Количество ножевых роторов, шт. ……………………………………… 2 Частота вращения роторов, с -1……………………………………….. 47,5 Питание: переменный 3-х фазный ток:

частотой, Гц …………………………………………………… 50 напряжением, В ……………………………………………… 380

Установленная мощность, кВт. ……………………………………... 23,5 Габаритные размеры (в комплекте с помостом, пультом, циклоном и пылесборником), мм, не более,

длина ………………………………………………………… 3075 ширина ………………………………………………………. 1675 высота ……………………………………………………….. 2130 Масса, кг, не более, ………................................................................... 650

Роторно-ножевые агломераторы периодического действия являются универсальным оборудованием, которое кроме переработки пленочного полимерного сырья в агломерат, может производить дробление тонкостенных пластмассовых изделий (бутылок, банок, термоформованной тары, одноразовых шприцев) в хлопьевидную структуру, использоваться в качестве скоростного смесителя и для простой отмывки перерабатываемого сырья водой, а также для сушки влажного сыпучего материала. Еще они позволяют в процессе агломерации вводить в перерабатываемое сырье различные модификаторы и красители.

Такие агломераторы, предлагаемые как отечественными предприятиямиизготовителями, так и многими зарубежными фирмами, различаются по конструктивному исполнению, реальной производительности, универсальности, энергопотреблению, надёжности и безопасности в работе, а также по удобству в эксплуатации, текущему обслуживанию и ремонту. Поэтому из разнообразных исполнений важно выбрать именно ту модель, которая оптимально соответствовала бы конкретному производственному процессу. Например, при небольших объемах перерабатываемого сырья целесообразно использовать дешевые однороторные, а при больших – высокопроизводительные двухроторные агломераторы. При этом необходимо учитывать, что у высокопроизводительного оборудования фракции получаемого агломерата обычно долее крупные, и поэтому может понадобиться их дополнительное дробление.

Производительность зависит и от формы содержащихся на роторах ножей. Так ножи клиновидной формы позволяют применять менее мощные электродвигатели, но при этом увеличивается время агломерирования и их необходимо чаще затачивать в специальных приспособлениях. Ножи прямоугольной формы, в свою очередь, лучше передают мощность электродвигателя на разогрев агломерируемой массы и более практичные в эксплуатации, так как после переточки обеспечивают четыре переустановки на заостренные режущие кромки.

152

Более универсальные моющие огламераторы конструктивно сложнее обычных, так как оборудованы системой подачи воды в размольносмесительную камеру во время измельчения материала, а также дренажными отверстиями, связанными с коллектором отвода использованной воды, уносящей вместе с загрязнителями и очень мелкие частицы перерабатываемого сырья, которые затем можно отделить в ванне-отстойнике. В них также должна быть предусмотрена и надежная защита подшипникового узла ротора от попадания на него воды со смываемыми абразивными частицами. А рабочий цикл агломерации с мойкой загруженного сырья увеличивается при этом в несколько раз.

Например, однороторный агломератор модели АПР-45 (рис.20.14а) при габаритных размерах в 1500 х 750 х 1450 мм и массе в 950 кг обеспечивает производительность до 120 килограммов агломерата в час, потребляя при этом электроэнергию мощностью в 45 кВт. Он содержит съемную размольносмесительную камеру объемом в 350 дм3, что удобно для ее очистки при обслуживании и замене на роторе ножей. В камере же располагаются три аэродинамических завихрителя, направляющих перерабатываемое сырье в зону резания и ускоряющих его разогрев за счет интенсивного перемешивания, а также дисковый ротор, несущий на своей рабочей поверхности шесть ножей клиновидной формы со специальной заточкой, обеспечивающих эффективное высокоростное измельчение любого плёночного сырья. Подшипниковый узел этого ротора имеет рубашку охлаждения и бесконтактное лабиринтное уплотнение, защищающее сальники от попадания влаги и пыли. А небольшой высотой агломератора обеспечивается его удобная ручная загрузка сырьем без использования дополнительных постаментов или грузоподающих механизмов.

Рис. 20.14. Конструктивные исполнения роторно-ножевых агломераторов

При переработке больших объемов полимерного сырья целесообразно использовать, например, высокопроизводительный двухроторный агломератор модели А-03 (рис.20.14б), созданный в СКТБ «Металлополимер» (г. Гомель), который производит до 200 килограммов агломерата в час. При габаритных размерах в комплекте с помостом, пультом, циклоном и пылесборником в 6370 х 1970 х 2310 мм, массе в 3850 кг и потребляемой мощности в 115 кВт, его размольно-смесительная камера вмешает до 90 килограммов исходного сырья, а продолжительность цикла получения из этой массы агломерата не превышает 30 минут.

Червячный же агломератор непрерывного действия фирмы

«SOREMA» модели «TRAMU 200» повышает экструзией без фильтрации насыпную плотность перерабатываемого пленочного и хлопьевидного

153

полимерного сырья с 0,05 до 0,3 кг/дм3, после чего этот полуфабрикат поступает в дробилку, измельчающую его на фракции размерами в 6 – 7 мм, а из дробилки полученный продукт по пневмотранспортирующему трубопроводу подается в бункер-накопитель. Производительность этого агломератора составляет 800 – 1300 кг/ч., при диаметре червяка 200 мм и его длине в 1784 мм. Пластикационный цилиндр червяка имеет при этом шесть зон нагрева с электронагревательными элементами сопротивления (ТЭНами) мощностью по 7,385 кВт, а мощность электродвигателя привода червяка составляет 110 кВт.

Дисковый агломератор непрерывного действия модели «Herbold

HV70/50» также обеспечивает переработку пленочного и хлопьевидного полимерного сырья в агломерат более высокой насыпной плотности с производительностью 800 – 1300 кг/ч. При этом загрузка перерабатываемого сырья в его бункер производится по пневмотранспортирующему трубопроводу, а из бункера шнековый дозатор подает это сырье непрерывным потоком в устройство пластикации и агломерирования, которое состоит из двух закрепленных на валах соосных профилированных дисков – одного неподвижного, а второго вращаемого с большой скоростью электродвигателем мощностью 200 кВт. Рабочий же зазор между этими дисками регулируется (вручную или автоматически) в зависимости от требуемых свойств производимого агломерата. Далее полученный агломерат перемещается в дробилку, измельчающую его на фракции размерами в 6 – 7 мм, а из дробилки полученный продукт по пневмотранспортирующему трубопроводу подается в бункер-накопитель.

Произведенный полимерный вторичный продукт в виде сыпучего агломерата и дробленки можно непосредственно использовать в производстве изделий литьем под давлением и прессованием. Однако многое технологическое оборудование, включая и названное, конструктивно более приспособлено для работы с гранулированными материалами. Например, на грануляте работают экструзионно-раздувные автоматы, установки по производству пленочных рулонных материалов и другое оборудование. Поэтому полученный продукт при необходимости гранулируют по технологии, применяемой для переработки во вторичный гранулят такого термопластичного сырья, как: литниковые части и облой, удаляемые с изготовляемых изделий, а также сами бракованные изделия; использованные одноразовые стаканы и другая посуда; непригодная пластмассовая тара (ящики, лотки, тазы, ведра, бутылки, банки, тубы, коробки, футляры); защитные оболочки силовых кабелей; использованные одноразовые шприцы, капельницы и другие механически прочные компоненты, которые утилизируются и поставляются на переработку приемными пунктами, станциями сортировки ТБО, предприятиями общественного питания, больницами, торговыми и другими организациями.

Процесс переработки этого сырья в гранулированный материал, используемый для изготовления новых пластмассовых изделий, включает в себя следующие операции:

Сортировку, которая заключается в том, что доставленное на переработку сырье рабочими разделяется по видам пластмасс, а также очищается от загрязнений и других посторонних непластмассовых включений;

154

Дробление пластмассового сырья на хлопьевидные частицы толщиной до 3 мм и размерами в плане 5 – 10 мм в валково-ножевых (рис.20.8д) и роторноножевых (рис.20.8е) механических дробилках;

Гранулирование полученного хлопьевидного сырья в экструдергрануляторе в гранулы размерами 3 – 6 мм, имеющие обычно цилиндрическую или чечевицеобразную форму, реже – кубическую форму; при необходимости процесс гранулирования совмещается с пластикацией, стабилизацией и окрашиванием термопластов;

Сушку полученного вторичного гранулята при температуре 70 – 80 °С в конвективной бункерной сушилке до влажности не более 0,2 %, поскольку из материала с повышенной влажностью невозможно изготовить изделия даже удовлетворительного качества;

Доставку произведенного вторичного гранулята на склад или в бункеранакопители производственных участков.

Внаиболее распространенном конструктивном исполнении экструдергранулятор состоит из основания 1 (рис.20.15), экструдера червячного 2, головки стренговой 3, ванны 4 и устройства гранулирующего 5 с пультом управления 6.

На станине же экструдера червячного 2 установлен электродвигатель 7 с блоком шкивов 8, передающим вращение через клиновые ремни 9 на блок шкивов 10, закрепленный на валу редуктора 11. На станине располагается также корпус 12 с подшипниковым узлом, к которому присоединяются загрузочный бункер 13 и горизонтально расположенный материальный цилиндр 14 с вращающимся внутри червяком 15, при этом приводной конец этого червяка опирается на подшипниковый узел корпуса 12 и через муфту 16 присоединяется к выходному валу редуктора 11. А на наружной поверхности материального цилиндра располагаются кольцевые электронагревательные элементы 17 и термопары 18, образующие четыре зоны его нагрева и соединяющиеся проводами с соответствующими термореле блока управления 19, содержащего также лампочки индикации, тумблеры, кнопки и другие необходимые электроприборы. Корпус 12 в свою очередь через два штуцера присоединяется к системе его охлаждения проточной водой.

К выходному торцу материального цилиндра 14 соосно крепится головка стренговая 3, в корпусе которой, обогреваемом электронагревательным элементом, располагаются специальный сетчатый фильтр и решетка стренговая 20, содержащая ряд параллельных сопел (от 10 до 20) с диаметром отверстий 4 – 6 мм, формирующих из пластифицированного сырья

непрерывные прутки (стренги) 21, опускающиеся в ванну 4 с водой.

В ванне, наполняемой охлаждающей проточной водой 22 через соответствующие штуцеры, установлены поперечные профильные ролики 23, удерживающие движущиеся под ними стренги от всплытия и предотвращающие их слипание за счет равномерного поштучного распределения с заданным шагом по имеющимся параллельным кольцевым канавкам.

Устройство гранулирующее обеспечивает равномерное продвижение охлажденных стренгов своей валковой подачей 24 в отверстия неподвижного

155

ножа 25, на выходе из которых их концы периодически срезаются сопрягающимися зубьями вращающейся цилиндрической фрезы 26, приводимой во вращение вместе с валками подачи от установленного в корпусе электродвигателя. А получаемый при этом гранулят 27 падает на наклонный отводящий лоток 28 устройства и по нему ссыпается в технологическую тару 29. Пульт управления 6 этим устройством содержит автоматический выключатель, кнопки включения и отключения привода, а также панель частотного преобразователя с ручкой регулировки частоты вращения фрезы и валков подачи.

Рис. 20.15. Функциональная схема экструдер-гранулятора

Перед началом работы дробленое хлопьевидное полимерное сырье загружается в бункер 13 и на термореле блока управления 19 экструдера устанавливаются по зонам необходимые для его пластикации температуры нагрева материального цилиндра 14. После разогрева цилиндра до заданных температур, контролируемых термопарами 18, гранулятор включается в работу. При этом перерабатываемое сырье из бункера 13 через загрузочное окно равномерным потоком засыпается между витками вращающегося червяка 15 и продвигается им вдоль материального цилиндра 14, разогреваясь и пластифицируясь в однородную вязкотекучую массу. Далее эта масса непрерывным потоком нагнетается червяком в головку стренговую 3, где на сетчатом фильтре очищается, а затем через отверстия сопел решетки стренговой 20 выходит в виде параллельных шнуров (стренг) 21, опускающихся в ванну 4 с охлаждающей водой 22. При этом поток циркулирующей воды устанавливается таким, чтобы ее температура в ванне не превышала 35 – 40 оС. Продвигаются стренги через ванну под удерживающими и разделяющими профильными роликами 23 валковой подачей 24, при этом окружная скорость ее валков устанавливается несколько большей скорости выхода стренг из сопел головки 3, чем обеспечивается в процессе охлаждения их продольное вытягивание с адекватным уменьшением в диаметре. Из валковой подачи 24 стренги продвигаются в отверстия неподвижного ножа 25, и далее выходящие их концы периодически обрезаются зубьями вращающейся цилиндрической фрезы 26. А соотношением устанавливаемых скоростей продвижения стренг валковой подачей 24 и вращения фрезы 26 определяется длина получаемых цилиндрических гранул 27, которые после отрезки падают на наклонный отводящий лоток 28 устройства и по нему ссыпаются в технологическую тару 29. При необходимости окрашивания гранул в определенный цвет, хлопьевидное сырье перед загрузкой в бункер 13 экструдера 2 смешивается с соответствующим красителем.

156

Например, такого типа гранулятор стренговый модели ГС-90,

созданный в СКТБ «Металлополимер» (г. Гомель), при габаритных размерах 8800 х 3000 х 2400 мм, потребляемой мощности в 115 кВт и расходе воды 2 м3/ч, обеспечивает производство гранулята из хлопьевидного сырья с производительностью не менее 120 кг/ч.

Двухкаскадный же гранулирующий комплекс модели «Sicoplast»

позволяет получать вторичный гранулят непосредственно из разнообразного пленочного и другого утилизированного полимерного сырья с производительностью 500 – 800 кг/ч. Он содержит приемный бункер, оснащенный лопастной мешалкой, датчиком заполнения и смотровым окном, а также сопрягающийся с ним шнековый питатель, обеспечивающий загрузку сырья из бункера в первый экструдер комплекса, червяк которого через клиноременную передачу и редуктор приводит во вращение электродвигатель мощностью 376 кВт. К материальному цилиндру этого экструдера, имеющему 19 зон обогрева, на выходе присоединяется цилиндрический очиститель с сетчатым фильтром, а к нему переходной цилиндр, содержащий смотровое окно и газоотводную трубку, по которой вакуумным насосом дегазационного устройства удаляются из поступающего расплава полимера образующиеся газы, пропускаемые затем через воду в баке и осаждающиеся в виде масел. Этим достигается эффективная переработка цветного, окрашенного и с органическими загрязнениями полимерного сырья.

С переходного же цилиндра очищенная пластифицированная масса поступает во второй экструдер комплекса, материальный цилиндр которого имеет тринадцать зон контролируемого обогрева, а расположенный в нем червяк приводит во вращение через клиноременную передачу и редуктор электродвигатель мощностью 170 кВт. К выходному торцу этого материального цилиндра через цилиндрический очиститель, оснащаемый сменными сетчатыми фильтрами с отверстиями от 20 до 200 микрон, присоединяется головка стренговая, к которой в свою очередь быстросъемным соединением пристыковывается отрезной механизм со сменными вращающимися ножами. При этом отрезаемые ножами гранулы падают в поток циркулирующей охлаждающей воды и далее вместе с нею поступают в вертикальную центрифугу, отделяющую их от влаги, а из центрифуги готовый гранулят по пневмотранспортирующему трубопроводу подается в бункернакопитель расфасовочного устройства. Управление производится с центрального пульта, возле которого располагаются установленные в одном ряду и соединенные кабелями компактные шкафы с электрооборудованием комплекса.

При переработке термореактивных и термопластичных материалов с повышенной влажностью ухудшается качество изготовляемых изделий и снижается производительность процесса. А в тех случаях, когда влажность материала превышает определенный предел, вообще не удается получить изделия удовлетворительного качества. В связи с этим полученный вторичный гранулят перед использованием высушивается в соответствующем технологическом оборудовании. Из такого оборудования широко применяемыми являются конвективные бункерные сушилки.

157

В наиболее типовом конструктивном исполнении такая конвективная бункерная сушилка содержит заполняемый гранулятом бункер 1 (рис.20.16а), к крышке 2, которого крепится располагающийся внутри бункера сетчатый цилиндр 3 с трубчатыми электронагревателями 4. При этом верхнее окно сетчатого цилиндра соединяется с напорным патрубком закрепленного на крышке вентилятора 5, а для автоматического управления сушилкой здесь же установлены контактный термометр 6 и термореле 7.

а)

б)

Рис. 20.16. Конвективные бункерные сушилки

При сушке нагнетаемый вентилятором 5 воздух, проходя через трубчатые электронагреватели 4, разогревается до температуры 70 – 80 °С и через сетку цилиндра 3 вдувается в бункер, равномерно нагревая и высушивая засыпанный гранулят до влажности не более 0,2 %. Температура вдуваемого воздуха контролируется при этом контактным термометром 6, передающим ее на термореле 7, которое при отклонениях значений за пределы заданного диапазона соответственно автоматически включает или отключает питание электронагревателей 4. Испаряющаяся из гранулята в период сушки влага вместе с отработавшим воздухом уносится через загрузочное отверстие бункера, а высушенный гранулят через открывающуюся нижнюю воронку 8 высыпается из бункера 1 сушилки в сопрягающийся трубопровод пневмотранспортера и доставляется по нему в бункер-накопитель.

Например, конвективная установка сушильная модели СУ-22

(рис.20.16б), созданная на рассмотренном принципе действия в СКТБ «Металлополимер» (г. Гомель) для сушки полимерного сырья и вторичного гранулята, характеризуется следующими техническими параметрами:

Объём сушильной камеры, м3 ……………….................................... 0,22

Максимальная температура нагрева осушающего воздуха, °С ……….. 120 Питание: переменный 3-х фазный ток:

частотой, Гц …………………………………………………… 50

158

напряжением, В ……………………………………………… 380

Установленная мощность, кВт. ……………………………………..11,25 Габаритные размеры, мм, не более,

длина ………………………………………………………… 2080 ширина ………………………………………………………. 1220 высота ……………………………………………………….. 1900 Масса, кг, не более, ………................................................................... 220

Ее производительность составляет 90 – 110 кг/ч и зависит от вида перерабатываемого сырья, размеров гранул, их начальной и конечной влажности, а также температуры сушки.

При переработке сильно загрязненного полимерного сырья во вторичный гранулят в технологический процесс включают операции по его мойке перед агломерированием. Такая очистка, как правило, производится за 2 – 3 стадии, выполняемые в соответствующем моечном технологическом оборудовании. Например, моечный комплекс модели ОМ-200, предназначенный для очистки измельчённого полимерного сырья (утилизированные плёнки, мешки, пакеты, бутылки, разовая посуда и т. п.), включает в себя взаимосвязанные транспортерами машину моечную (рис.20.17), машину разделения и машину ополаскивания.

Рис. 20.17.Моечный комплекс модели ОМ-200

В процессе его работы измельчённое сырьё через загрузочную воронку подается в ванну машины моечной, заполненную водой с моющим раствором, и в ней загрязняющие частицы удаляются с поверхности сырья в моющий раствор в виде взвеси. Затем сырьё из этой ванны транспортером перемещается в машину разделения, обеспечивающую удаление из него загрязненного моющего раствора, возвращаемого по замкнутому циклу через фильтры обратно в ванну моечной машины. Далее сырьё транспортером переносится в машину ополаскивания, орошающую его более чистой оборотной водой, подаваемой насосом из бака, и после этого возвращаемой по замкнутому циклу через фильтры обратно в бак. Из машины же ополаскивания вымытое измельченное сырье транспортером подается в машины, обеспечивающие удаление с него остатков влаги, например, в устройство отжима модели УО075 (для пленочного сырья) или в устройство осушки модели УО-024 (для измельченного сырья из ПЭТ-тары). Техническая характеристика у моечного комплекса модели ОМ-200 следующая:

Производительность, кг/ч, не менее ……………………….............. 200

Рабочий объем бака машины моечной, м3 ............................................... 0,4

Рабочий объем машины разделительной, м3 ………………………… 0,75

159

Объем заливаемого моющего раствора, м3…………………………… 1,15 Рабочий объем машины ополаскивания, м3…………………………… 0,6 Рабочий объем дополнительного бака, м3…………………………… 0,58 Питание: переменный 3-х фазный ток:

частотой, Гц …………………………………………………….50 напряжением, В ………………………………………………. 380

Установленная мощность, кВт. ……………………………………... 10,8

Расход воды, м3/ч. ……………………………………………………....1,5

Габаритные размеры, мм, не более,

длина ………………………………………………………… 5150 ширина ………………………………………………………. 3950 высота ……………………………………………………….. 2000

Применяются и другие разнообразные исполнения моечного оборудования. В частности, автоматизированная линия мойки модели ЛМП

300-600 аналогичного назначения, перерабатывающая 300 – 600 килограмм сырья в час, состоит из измельчителя полимерного сырья с пневмотранспортером, модуля сухой очистки измельченных полимеров, агрегата мойки, ванны-отстойника, агрегата отжима воды, сушилки конвективной с пневмотранспортером и бункера-накопителя, оснащенного пневмотранспортером, обеспечивающим подачу из него очищенного сырья в агломератор. Габаритные размеры этой линии составляют 13500 х 1850 х 3700 мм, общий вес входящего оборудования – 4600 кг, а установленная мощность –

136кВт.

Вавтоматической же линии мойки и сушки модели С-АЛМиС-500М(ц)

производительностью до 500 килограмм в час предварительно измельчённое

полимерное сырье по трубопроводу пневмотранспортера доставляется через загрузочное окно диаметром 96 мм в резервуар объемом 2,26 м3 смесителя, где происходит его интенсивное смешивание с водой и частичная отмывка. Затем это сырье вместе с водой перекачивается насосом в агрегат интенсивной мойки, где производится окончательная отмывка и частичное отделение от него воды. Далее сырье перегружается в барабан центрифуги, при интенсивном вращении которого из него удаляется содержащаяся влага, а затем слегка увлажненным поступает в сушильный агрегат, где при перемещении в быстро вращающихся перфорированных барабанах с крыльчатками интенсивно высушивается до влажности не более 5%. Отсюда отмытое и высушенное измельченное сырье перегружается в бункернакопитель. Суммарная мощность, потребляемая оборудованием линии, не превышает 52,5 кВт, а ее масса составляет 3360 кг при габаритных размерах

4300 х 2240 х 2450 мм.

Для переработки больших объемов загрязненного утилизированного полимерного сырья в агломерат применяются высокопроизводительные автоматизированные комплексы, которые в едином технологическом цикле выполняют все входящие в этот процесс операции. К таковым, в частности,

относится автоматизированный комплекс по переработке полимерного сырья в агломерат с производительностью до 1000 килограмм в час, созданный на базе агломераторов фирмы «NETZSCH-CONDUX» (Германия).

160