Получение древесно-полимерных композитов из древесных отходов

За счет наличия в сепараторе собственной транспортерной ленты, движущейся в нижней части сепаратора под магнитным блоком, налипшие на него металлические предметы выносятся собственной транспортерной лентой из зоны действия магнитного поля и сбрасываются в специально подготовленный для этого контейнер. Для удаления задержанных металломагнитных примесей в сепараторах применяется автоматическая очистка. металлосборник.

Магнитные сепараторы серии СМП-ПК применяются на предприятиях строительной промышленности, очищая материал от посторонних частиц перед его подачей на сортировочное и дробильное оборудование.

Аппараты применяются и на предприятиях деревообрабатывающей промышленности, особенно необходимы при производстве древесностружечных плит. Сепараторы этой серии устанавливаются и на предприятиях, профилем которых является литейное производство - как иначе очистить формовочные смеси и песок, руду от металлических предметов. Впрочем, сепараторы этой серии можно применять и в других случаях очистки крупных сыпучих материалов, особенно в тех случаях, когда нет возможности постоянного присутствия обслуживающего персонала.

Таблица 4.Технические характеристики

4)Двухстадийный смеситель

Данный тип аппаратов относится к категории смесителей периодического действия. Это значит, что все подлежащие смешению ингредиенты одновременно или в заданной последовательности вводятся внутрь рабочей камеры смесителя. Процесс смешения продолжается до тех пор, пока не будет получена смесь с заданной степенью гомогенности.

Конструкция двухстадийного смесителя горячего/холодного смешения представлена на рисунке 8.

Типичная схема такого двухступенчатого смесителя представлена на рисунке. Смеситель снабжен двумя смесительными камерами -- для «горячего»(1) и «холодного»(17) смешения, установленными вместе с электродвигателями роторов на общей сварной станине(8). Для удобства чистки обе камеры имеют откидные крышки, на которых располагаются смотровые люки с подсветом. Обогрев верхней камеры осуществляется жидким теплоносителем (глицерин, минеральное масло), циркулирующим в рубашке (2). Верхняя камера закрывается откидной крышкой(23), на которой расположен загрузочный люк(24). Крепление крышки к камере осуществляется откидным винтовым зажимом(22). Открывание и закрывание крышки осуществляет пневмоцилиндр(3).

Рис. 8.Двухстадийный смеситель

В верхней камере на валу(6) установлен комбинированный ротор, состоящий из крыльчатки(4) и лопастного диска(5). Привод ротора осуществляется от двухскоростного электродвигателя(9) через клиноременную передачу(7). Для управления направлением потоков смешиваемого материала в верхней камере установлена направляющая лопатка(25) с рукояткой(27). Внутри полой оси лопатки(26) расположена термопара, контролирующая температуру массы. Выгрузка смеси из верхней камеры производится через разгрузочный люк, перекрываемый затвором(20) с приводом от пневмоцилиндра(21). Нижняя камера(17) имеет охлаждающую рубашку(14). Она закрывается откидной крышкой (18) с помощью откидного винтового прижима(16). Перемешивание смеси в нижней камере осуществляется двухлопастным ротором(12), для привода которого используется двухскоростной злектродвигатель, соединенный с ротором коробкой передач и редуктором(11). Готовая смесь выгружается через разгрузочный люк, перекрываемый затвором(13) с приводом от пневмоцилиндра(15).

Обе камеры смесителя во избежание коррозии должны изготавливаться из нержавеющей стали. На всех затворах с пневматическими приводами и на крышках обеих камер установлены конечные выключатели, предотвращающие запуск двигателей смесителя при незакрытых затворах или крышках камер.

Порошкообразные компоненты подают в верхнюю камеру через имеющийся в крышке пневматический клапан. Во время загрузки ротор смесителя вращается с малой скоростью, соответствующей начальной стадии псевдоожижения. Одновременно с загрузкой порошкообразных компонентов в горячую камеру подаются жидкие компоненты -- стабилизатор и краситель (из дозатора или вручную). Стадия загрузки занимает 1--3 мин. Через 30 с после завершения загрузки электродвигатель смесителя автоматически переключается на большую скорость, и материал в камере переходит в состояние интенсивного вихревого движения. В процессе смешения материал разогревается за счет трения частиц друг о друга и за счет тепла, подводимого от стенок корпуса (примерно 85% тепла генерируется за счет трения). Повышенная температура позволяет стабилизаторам и красителю равномерного распределиться в полимерном связующем. По достижении заданной температуры (около 120 С) термопара подает команду на выгрузку смеси в нижнюю камеру, предназначенную для охлаждения готовой смеси. Одновременно двигатели обеих камер переключаются на меньшую скорость вращения. Открывается заслонка(20) разгрузочного окна, и горячая смесь по патрубку(19) пересыпается в нижнюю камеру. Когда смесь из верхней камеры полностью пересыпается в нижнюю, заслонка вновь закрывается, а двигатель нижней камеры переключается на максимальную скорость вращения. При этом реализуется начальная стадия псевдоожижения. Смесь охлаждается за счет контакта с холодными стенками камеры.

Когда температура смеси снижается до 20-40 С, заслонка(13) разгрузочного люка открывается, а двигатель привода ротора вновь переключается на минимальную скорость вращения. Готовая смесь выгружается на транспортер или в приемный бункер для дальнейшего движения по технологическому циклу.

Производительность двухстадийного смесителя горячего/холодного смешения может достигать до 800 кг/час.

Следует отметить, что иногда для производства древесно-полимерного композита на основе ПЭ или ПП производители предлагают комплектовать экструзионную линию двухстадийном смесителем горячего/холодного смешения. Особенно распространено это явление в среде азиатских поставщиков оборудования. Нужно иметь в виду, что данный тип смесителя предназначен для порошкообразных сыпучих материалов, и качество смешения при работе с гранулированным полимером всегда будет хуже. Это вызвано прежде всего подплавлением только верхних слоев гранулы, в то время как внутренние слои остаются в твердом неподплавленном состоянии. Кроме того, при загрузке в бункер экструдера наблюдается расслоение смеси, что дополнительно снижает ее гомогенность. По этой же причине не рекомендуется хранить смесь материалов, а сразу же перерабатывать ее в гранулу ДПК. Смеси на основе ПП и ПЭ требуют обязательной предварительной грануляции, в то время как композиции на основе ПВХ можно экструдировать в изделие сразу после смешения, минуя промежуточное производство гранулы.

Таблица 5. Технические характеристики

5) Экструдер Серии ТТВ

Технические характеристики экструдера представлены в таблице 6.

Таблица 6. Технические характеристики

Рис. 9. Схема экструдера:

1 - червяк; 2- гильза; 3 - цилиндр; 4 - система нагрева; 5 - система охлаждения; 6 - загрузочная воронка; 7 - узел упорного подшипника; 8 - редуктор; 9 - муфта; 10 - электродвигатель; 11 - формующая головка.

Схема червячного пресса представлена на рисунке 15.

Червяк - основной рабочий орган экструдера. Он забирает материал от загрузочного отверстия, пластифицирует его и равномерно подает в виде гомогенного расплава к головке. Продвигаясь по каналу червяка, материал разогревается за счет теплоты, выделяющейся вследствие вязкого трения, и теплоты, подводимой от внешних нагревателей.

По характеру процессов, протекающих на каждом участке червяка, выделяют три основные зоны :

- зона питания (или загрузочная), в которой перерабатываемый материал находится в твердом состоянии;

- зона сжатия (или пластикации), в которой почти полностью происходит плавление материала;

-зона дозирования (нагнетания, гомогенизации, выдавливания), по которой течет поток расплава полимера.

Конструкция прессов обеспечивает возможность применения сменных червяков с разными характеристиками в зависимости от перерабатываемого материала и сменного формующего инструмента.

Привод пресса (электродвигатель постоянного тока) через упругую эластичную муфту приводит во вращение зубчатые пары редуктора и червяк. Первая ступень редуктора привода одночервячных прессов имеет сменные шестерни, что позволяет изменять частоту вращения червяка в зависимости от вида перерабатываемых термопластов. Бесступенчатое регулирование частоты вращения червяка в диапазоне 1-10 обеспечивается тиристорным электроприводом, монтируемым в отдельном шкафу.

На картере редуктора установлен узел охлаждения червяка, трубчатый барботер которого помещается в осевом канале червяка. На выходном валу редуктора соосно с выходным валом смонтирован узел упорного подшипника, воспринимающий осевые усилия, возникающие при экструзии расплава.

К узлу подшипника прикреплен цилиндр пресса (червяка), имеющий радиальное отверстие для монтажа бункера. Цилиндр пресса сварной (из толстостенной сварной трубы; внутри него запрессована износостойкая гильза из азотированной стали). Загрузочная часть цилиндра изолирована от первой зоны нагрева водяной рубашкой для предотвращения преждевременного плавления и зависания термопласта во время работы пресса и для защиты упорного подшипника редуктора от нагрева. Передняя часть цилиндра заканчивается резьбой, на которую навинчен фланец головки с откидными болтами. Внутренняя стенка цилиндра в зоне загрузки выполняется рифленой с целью увеличения производительности. К горловине цилиндра прикреплена загрузочная воронка для непрерывной подачи перерабатываемого материала (вместо воронки может быть установлен бункер устройства для нагрева и подсушивания гранул). Для наблюдения за уровнем материала и регулирования его подачи в воронке имеются смотровое окно и шибер.

Степень охлаждения загрузочной воронки, внутренней полости червяка и масла в картере редуктора регулируют вручную. Температуру отходящей воды контролируют термометрами сопротивления с логометром и переключателем на 10 точек.

Цилиндр разделен по длине на тепловые зоны, включающие нагреватели сопротивления (или индукторы), установленные на его наружной поверхности, и трубчатые змеевики, запрессованные в стенку корпуса для прохождения жидкого хладагента (конденсат или умягченная вода, параметры которых следующие: жесткость 2-7 мг-экв/л; давление 0,4-0,6 МПа; температура 15-20 °С).

Системы обогрева и охлаждения прессов предназначены для автоматического регулирования и поддержания теплового режима по зонам, С этой целью в каждой зоне установлена термопара с выводом на регулирующий прибор (милливольтметр или потенциометр). Для охлаждения зон корпуса в пресс вмонтирована система ручной и автоматической подачи хладагента с управлением от шкафа теплового контроля и регулирования.

Принцип действия Стренговой головки экструдера

Шнек затем продавливает расплавленный полимер через фильеру, которая определяет конечную форму. «Сердце» любого экструдера - фильера. Именно она определяет форму получаемой продукции и во многом - его качества. Видов фильер и их конструкций существует огромное множество. Однако, технология требует, чтобы и этот элемент оборудования был определенной температуры. В зависимости от конструкции фильеры, для ее нагрева применяются плоские или патронные нагреватели.

Используем многоручьевую головку для грануляции.

Могут применяться для производства любых видов изделий небольшого размера. Целесообразность применения многоручьевой оснастки определяется технологической схемой производства, имеющимся оборудованием, свойствами перерабатываемого материала, экономическими соображениями. Чаще всего многоручьевая оснастка применяется при производстве профильных изделий, экструзии с раздувом. Стренговая грануляция или производство моноволокон не относятся к многоручьевой экструзии, хотя одновременно из головки выдавливается несколько прутков. Это обусловлено самой схемой производства изделий.

Стренговый гранулятор

Гранулятор - это специальное устройство, которое еще называется окомкователем. Применяется оно для грануляции, то есть окомкования (озернения, окускования, пеллетизации) различных тонкоизмельченных материалов, что способствует увеличению производительности современных агломерационных машин. Заправка же пучка стренг в гранулятор производится исключительно вручную от экструдера через ванну охлаждения.

Таким образом, областью применения современных грануляторов являются все виды пластмассы, которые и гранулируются непосредственно из стренг - АБС, ПЭТХ, ПЭ, ПП, ПА, САН, ПС и иные. Итак, назначение данного устройства заключается в получение гранул непосредственно путем нарезки стренг. Конечный продукт представляет собой цилиндрическую гранулу 2-4мм.

На предприятиях по переработке полимерных материалов как часть линии.

Заключение

В данной работе были рассмотрены основные существующие методы и схемы (включая комплексные) переработки отходов деревообработки с получением гранул древесно-полимерного композита. Все они предлагают похожие решения задачи, во все линии по утилизации входит стандартный набор оборудования, но существует и множество принципиальных отличий, выходящих из некоторых особенностей самих отходов и их количества. В технологической части был осуществлен и обоснован оптимальный выбор оборудования (из всего существующего на данный момент) и основной технологической линии по утилизации. Подобранная линия состоит из: магнитного сепаратора, молотковой мельницы, экструдера со сменным фильтром и фильерой, барабанной сушилки, мукомольной установки, дозаторов компонентов, высокоскоростного двухстадийного смесителя, охлаждающей ванны, устройства обдува сжатым воздухом и гранулирующего устройства. Обладает рядом преимуществ: работа не требует привлечения большого количества человеческих ресурсов, имеет высокую производительность, не требует специального фундамента. Экологически чистая технология.

Выбранная линия состоит из основных операций:

- Измельчение

- Магнитная сепарация

- Помол

- Сушка

- Смешивание с компонентами

- Прессование

- Фильтрация

- Охлаждение

-Грануляция

позволяющих быстро и качественно перерабатывать отходы, что в конечном итоге приводит к своевременному очищению рабочего пространства, нормализации технологического процесса и получению качественного вторичного сырья с большой пользой для работы всего предприятия и уменьшения промышленных отходов в целом.

Список используемой литературы

1. Бобович Б.Б. Переработка промышленных отходов: Учебник для вузов. - М.: "СП Интермет Инжиниринг", 1999. - 445 с.

2. Потапин, В.В. Автоматические линии переработки полимерных отходов/ Экология и промышленность России. -2006. -№11 - С. 18-21

3. С.И. Головков, Использование древесных отходов - Л.: Химия, 1987. - 223 с.,

4. Клесов А.А. Древесно-полимерные композиты. - СПб.: Научные основы и технологии, 2010. - 736 с.

5. http://www.plasticwood.ru/2009-12-02-16-09-41/42--wpc.html

6. Сайт: http://www.e-plast.ru/proizvodstvo-drevesno-polimernykh-profilei

7. Сайт: http://www.technologywood.ru/drevesnye-otxody/klassifikaciya-drevesnyx-otxodov.html

8. Сайт: http://e-plast.ru/pererabotka-polimerov/31-linii-granulyaczii

Размещено на Allbest.ru