原料预处理设备概论.ppt

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1、第二章 原料预处理设备,本章主要讲述筛选、过滤设备以及预热干燥设备和研磨设备的结构原理与结构特点。 通过本章的学习，要求掌握原料预处理设备的结构原理、结构特点，能够根据需要选用合适的原料预处理设备。,学习目的与要求,第二章 原料预处理设备,2.1 筛选、过滤设备 2.2 预热干燥设备 2.3 研磨设备,细度是指物料颗粒直径的大小，通常用筛网的目数（网孔数/英寸）来表征；均匀度是指颗粒间直径大小的差数，即表征粒径的分布情况。,2.1 筛选、过滤设备,一、筛选、过滤的目的 防止金属杂质混入物料中，确保设备安全 实现物料的细度和均匀度，使其在成型时具有良好的成型性能 除去混入的杂质和粒径较大的物料，

2、保证制品的质量,常见的筛选方法： 1、重力筛选 利用物料颗粒尺寸或比重进行分选。 2、风选 利用物体对空气阻力差和在空气中下落速度差来分选物料。 3、溶剂分选 利用不同的聚合物在溶剂中的溶解度不同来进行分选。,2.1 筛选、过滤设备,重力筛选 利用物料颗粒尺寸 利用比重进行分选,利用自由落体的重力差实现分选。,2.1 筛选、过滤设备,风 选,2.1 筛选、过滤设备,2.1 筛选、过滤设备,二、筛选设备 筛选过滤设备的主要组成部分是筛网，筛网通常为铜丝网、合金丝网或其它金属丝网 ，其规格常用泰勒筛制和正方形网眼筛制表示，具体见表2-1。 根据物料的品种及用途，通常粉状物料的细度大多控制在60-1

3、00目。,2.1 筛选、过滤设备,1.圆筒筛 结构:由筛网和筛骨架组成 特点: 筛选效率低 卫生性差 维修方便 用途:适合筛选密度大的填料，如碳酸钙、滑石粉、陶土等,2.1 筛选、过滤设备,2.振动筛 振动筛是一种平放或略倾斜的筛，工作时利用偏心轮（或凸轮）装置或利用电磁震荡原理，使筛体工作时沿单一方向发生往复变速运动而产生振动，物料受振动经过筛孔落下，而大于筛孔的物料和杂质颗粒则顺筛面移动到筛体的尽头落下。 工作原理,2.1 筛选、过滤设备,机械式振动筛,电磁式振动筛,2.1 筛选、过滤设备,特点: 筛选效率高筛网利用率高，筛孔不易堵塞。 省电磁铁吸合时消耗电能，断开时不耗电。 卫生性差敞开

4、式系统，易产生粉尘飞扬。 维修方便敞开式筛体结构简单，易于维修。 噪声大部件撞击产生较大的噪声。 用途:适合筛选粒状树脂和密度较大的填料，密闭式的也能用于粉状物料的筛选，但噪声较大。,2.1 筛选、过滤设备,3.平动筛,2.1 筛选、过滤设备,平动筛工作时也利用偏心轮装置，但与振动筛不同的是筛体发生平面圆周变速运动。 平动筛主要由筛体、偏心轮、偏心轴等组成。见图2-4、2-5。,2.1 筛选、过滤设备,单筛体式平动筛,2.1 筛选、过滤设备,双筛体式平动筛,2.1 筛选、过滤设备,特点: 筛选效率比圆筒筛高而比振动筛低。整个筛网都能得到利用，但筛孔易堵塞。 卫生性好。筛体为密闭式，筛选时不易粉

5、尘飞扬。 噪声小 维修不方便 用途:适合筛选粉物料,2.1 筛选、过滤设备,三、过滤装置 过滤是将液体物料经过过滤装置而除去液体中杂质的方法，塑料成型中所用的液体物料都需经过过滤后才能使用。 XU型线隙式滤油器,2.1 筛选、过滤设备,特点：结构简单，通油能力大。过滤精度有：100目（180m)、 150目（100m)、 200目（80m)。 用途：由于用铜丝制成的滤网强度较低，故这种滤油器用于低压系统(2.5MPa)。通常安装在低压油泵或手动式抽油器的吸油口处，对液体物料进行过滤。,2.1 筛选、过滤设备,一、预热干燥的目的 提高物料的混合塑化效率，缩短成型周期 改善制品质量 减小物料过多的

6、含湿量（水或其他低分子易挥发物）,2.2 预热干燥设备,适当的含湿量可以使物料在成型中起到增塑作用，有利于提高物料的流动性，但过多的含湿量会导致成型时高温机筒内挥发成气体或促使塑料水解而引起粘度下降、制品起泡和翘曲变形等。 干燥温度以不使物料发黏而形成团状或饼状为原则 在成型前，物料的含湿量一般控制在0.02%0.05%,2.2 预热干燥设备,2.2 预热干燥设备,1.热风预热干燥 烘箱预热干燥 电加热器对空气进行加热，被加热的空气经烘箱底部的风扇强制循环加物料加热到规定的温度。,2.2 预热干燥设备,二、预热干燥的形式、特点和用途,热风干燥烘箱,2.2 预热干燥设备,热风干燥烘箱1 热风干燥

7、烘箱2 全自动硬盘式干燥箱,2.2 预热干燥设备,料斗式预热干燥,2.2 预热干燥设备,工作原理：空气由风机送至电热箱，通过高温电热管加热，在电子温度调节器控制下，被加热成合适温度的均匀热风吹入料斗内。在物料颗粒由上而下缓慢下降过程中，热风与物料在温度差的作用下进行热交换，热风通过物料颗粒间隙穿过物料层从排气管排出，不断带走湿气使物料连续不断的得到加热并以预热状态进入挤塑机或注塑机的机筒内。,2.2 预热干燥设备,2.2 预热干燥设备,实际上是利用拉大塑料粒子表面水汽的压强与热空气中水蒸气的分压之间的压差来提高传质推动力，促使粒子内部水分快速向表面传递并汽化。 对大批量物料可采用抽湿干燥机或采

8、用负压沸腾干燥法。,2.2 预热干燥设备,2.真空干燥 采用真空泵将料斗中的空气抽出，形成负压，从而使物料表面的水份挥发达到干燥的目的。适用于加热时易氧化变色的物料如PA等。,2.2 预热干燥设备,2.2 预热干燥设备,3.辐射预热干燥 利用物料对远红外线吸收率高的特点，使被预热干燥物料吸收来自远红外干燥装置产生的特定波长的远红外线，物料不直接接触热源，容易实现连续预热干燥。 干燥时间短、效果好，干燥温度可达130，适用大批量物料的预热干燥。,2.2 预热干燥设备,3.辐射预热干燥 远红外线预热干燥 干燥原理： 红外线介于可见光与微波之间，波长0.72m1000m, 分近红外线、中红外线、远红

9、外线。,2.2 预热干燥设备,红外线辐射到物质表面时，一部分被物质表面反射，其余部分进入物质，进入物质的红外线中，有一部分通过物质，余下的部分被物质吸收转变为热能，使物质的温度升高。 水、有机物质、高分子物质能够有效吸收远红外线。,2.2 预热干燥设备,2.2 预热干燥设备,首先由加热器对基体进行加热，然后由基体将热能传递给辐射远红外线的涂层，再由涂层将热能转变成辐射能，使之辐射出远红外线。被干燥的高分子材料对远红外线具有强烈的吸收带，物料吸收远红外能量后，使其分子产生激烈共振，从而使物料内部迅速地升高温度，达到预热干燥目的。,2.2 预热干燥设备,远红外预热干燥装置的构成： （1）远红外线辐

10、射元件 由基体、辐射远红外线涂层和热源三部分组成 （2）传送装置 传送物料，调节预热干燥时间 （3）附件 主要由保温材料、反射罩组成，防止热量对外扩散,2.2 预热干燥设备,2.2 预热干燥设备,2.2 预热干燥设备,干燥特点： 质量好、效率高 可以使物料在一定深度的内部和表面同时加热，避免因热膨胀不同而产生形变和质变。 节约能源 反射罩可以将周围散射或通过的远红外线聚集起来，反射到物质上，提高加热效果。 设备规模小、制造方便、成本低、易于推广,2.2 预热干燥设备,一、研磨的目的 研磨是用外力对物料进行碾压、研细的过程。用以提高多组分塑料在混合过程中的分散性和混合效率，改善物料的加工性，从而

11、保证制品的性能要求。 常用的研磨设备有三辊研磨机和球磨机。,2.3 研磨设备,2.3 研磨设备,二、三辊研磨机 结构组成,2.3 研磨设备,三辊研磨机是如何工作的？各部分有什么作用？ 三辊机的操作过程1 三辊机的操作过程2,2.3 研磨设备,结构组成： 主要由辊筒、挡料装置、调距装置、出料装置、传动装置和机架组成。 辊筒 是对物料产生挤压的场所。 挡料装置 位于慢、中速辊之间，防止加料时物料进入辊筒两端的轴承中。,2.3 研磨设备,调距装置 调节辊距及压紧力，改变对物料的剪切和挤压作用。 出料装置（刮刀片） 贴在快速辊表面，将物料刮下。 传动装置 由电动机、减速箱、联轴器、速比齿轮组成，为各辊

12、筒提供所需的转矩和转速。 机架 是辊筒、调距装置等的支撑部件。,2.3 研磨设备,工作原理：剪切、挤压混合,将研磨料投入后辊和中辊之间的加料沟中，二辊以不同速度向内旋转，部分研磨料进入加料缝并受到强大的剪切作用。,2.3 研磨设备,通过加料缝的研磨料分为两部分：一部分附在加料辊上，回到加料沟；另一部分由中辊带至中辊和前辊之间的刮漆缝，在此又一次受到更强大的剪切作用。 经过刮漆缝研磨料又分成两部分，一部分由前辊带到刮刀处，落入刮漆盘，另一部分再回到加料沟。,2.3 研磨设备,三辊研磨机工作时，待研磨的浆料置入中辊与后辊及挡板围成的区域里。挡板与滚筒紧密接触，既不妨碍滚筒转动又,物料流动情况：,2

13、.3 研磨设备,能防止浆料从间隙泄漏。开机后，辊筒相向转动，浆料拉向加料缝，由于间隙小，大部分浆料不能通过，被迫回到加料沟顶部中心，然后再次被向内转动的辊筒带下缝中，这样形成在加料沟内不断翻滚的循环流动。,这种循环流动产生相当强的混合与剪切，而更强烈的剪切作用产生在加料缝隙间，由于相邻两辊有一个速度差，浆料中的料团被冲撞破裂而分散，通过加料缝的浆料中的小部分会粘在后辊返回到加料沟，但大部分浆料粘贴于中辊与前辊的进料缝。如此受到反复辊压剪切，使粒径细化，若分散度未达要求可再次研磨细化。,2.3 研磨设备,三辊研磨机的特点： 1、适合热敏性物料的粉碎 对辊的轴线相互平行，同时磨辊的线速度较 高，两

14、辊间所形成的粉碎区很短，因而物料通过粉碎区的时间短，避免粉碎过程中物料温升过高。 2、可控制物料粉碎的粒度 通过调整轧距来控制物料粒度，避免过度粉碎，节省能源，保证粉碎质量。,2.3 研磨设备,3、能够进行选择性粉碎 通过选择快慢辊速差、磨辊表面几何形状和参数、一次粉碎比，辊式磨粉机能够实现对物料的选择性粉碎。 4、粉碎过程稳定，便于控制 对辊表面上每一点的几何参数和运动参数均相同，整个粉碎区的工作条件一致，粉碎过程稳定，便于控制并实现自动化生产。,2.3 研磨设备,三辊机是典型的用剪切力作用来分散物料的，可承受高粘度的浆料，常用来分散不易分散的颜料。 用三辊机时，溶剂应为低挥发性的。 三辊机

15、在运行中，辊间磨擦产生大量热量，研磨料受热会降低粘度，降低分散效果和效率，所以要不断通入冷却水冷却辊筒，取走摩擦热，维持设备正常运行。 用于加工助剂、增塑剂和颜料搅拌后形成的浆状物料的研磨。,2.3 研磨设备,转速、辊筒温度、驱动功率、加料均匀性,设备、工艺过程、操作技术、产品配方等,研磨效果影响因素：,2.3 研磨设备,2.3 研磨设备,球磨机是物料被粉碎后，再进行粉碎的关键设备。主要是由装有许多大小不,三、球磨机,等的钢球、瓷球或钢化玻璃球的圆筒在转动时，对物料进行撞击及滑动摩擦，使物料达到均匀磨细的目的。,2.3 研磨设备,2.3 研磨设备,球磨机筒体被传动装置带动回转时，研磨体由于惯性

16、离心力的作用，贴附在磨机简体内壁的衬板面上与之一起回转，被带到一定高度后，借重力作用自由落下，此时研磨体将简体内物料击碎，同时研磨体在回转的磨机内有上升、下落的循环运动，产生滑动和滚动，致使研磨体、衬板和被磨物料之间发生研磨作用使物料磨细。,球磨机的工作原理,2.3 研磨设备,磨机在正常运转时，研磨体的运动状态对物料的研磨作用有很大的影响。能被磨机带到较高处的，像抛射体一样落下的研磨体因其具有较高动能，所以对物料有较强的冲击破碎能力；不能被磨机带到高处的，就和物料一起滑下，对物料具有较强的研磨能力。,球磨机工作原理,2.3 研磨设备,研磨体的运动状态,球磨机物料运动方式,2.3 研磨设备,1）当筒体转速过低时，不能将研磨体带到较高高度，研磨体和物料随即因重力作用产生下滑，呈倾泻运动状态，对物料的冲击作用很小，几乎只起到研磨作用，因而粉磨效果不佳，生产能力降低。 2）当筒体