Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Теория процессов, технология производства и оборудование подготовки смесей, холстообразование. Учебно-методическое пособие.pdf
2. СМЕШИВАНИЕ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
Для получения однородного состава (по массе) волокнистого
материала волокна смешивают. Компонентом, в данном случае,
называют каждый сорт того или иного сырья, поступающего в смесь.
Смеси составляют по рецептам, т.е. по перечню компонентов с
указанием процентного содержания каждого из них в смеси. Все
компоненты, которые находятся в смеси, как правило, имеют разные
свойства и каждый из них имеет различия в свойствах составляющих
его волокон.
Сущность смешивания заключается в перемешивании каждого
компонента внутри себя и в равномерном распределении волокон
каждого компонента во всей смеси. Смешивание смеси производится
по заранее заданному рецепту. Задача смешивания - получить такую
однородную смесь, чтобы в каждом образце смеси находились
волокна всех компонентов в пропорции, соответствующей рецепту
смеси. Такого распределения можно достичь в результате взаимного
перемешивания частиц отдельных компонентов.
Трудности осуществления смешивания:
- смешиваются клочки с самой различной степенью
разрыхленности;
- величина и форма клочков меняется в процессе смешивания;
- перемешиванию подвергаются большие массы волокнистого
материала;
- волокнистый материал состоит из клочков, что препятствует
полному смешиванию волокон разных компонентов.
В производстве нетканых материалов различают случайный
(неорганизованный) и организованный способы смешивания. При
неорганизованном смешивании наблюдается беспорядочный характер
движения частиц смешиваемых компонентов. Этим обеспечивается
совершенно случайное пребывание каждой частицы в любом участке
смеси и, следовательно, наименьшее отклонение состава любой части
смеси от заданного рецепта.
Неорганизованный способ смешивания может осуществляться:
- при смешивании в кипных разрыхлителях, в камерах питателей
с игольчатыми решетками в результате ворошения и случайного
распределения клочков и волокон компонентов во всей массе;
31
- путем смешивания порций волокнистого материала в камерах
трепальных или угароочищающих машин периодического действия,
при сгущении формируемого волокнистого слоя на поверхностях
сетчатых барабанов, в системах пневмотранспорта волокнистого
материала, на рабочих органах чесальных машин.
Для смешивания неоднородных компонентов применяется
организованный способ смешивания. Суть организованного
смешивания состоит в том, что в каждом поперечном сечении
формируемого потока оказывается количество волокон компонентов,
равное их суммарному числу в соответствующих поперечных
сечениях потоков отдельных складываемых компонентов или в
отдельных складываемых поперечных сечениях одного потока
волокон.
Чтобы улучшить и ускорить смешивание разных по свойствам
компонентов, обеспечив при этом наибольшую вероятность
получения совершенно случайного распределения частиц, применяют
комбинацию организованного и неорганизованного способов
смешивания.
2.1. Классификация смешивающих машин
Смешивание волокон при выработке нетканых материалов
может производиться на смесовых машинах периодического и
непрерывного действия. К машинам непрерывного действия относятся
смесовая машина СН-3 (для переработки хлопка), смесовая машина
СН-И (для переработки химических волокон). К смесовым машинам
периодического действия относятся машины типа СШ-12.
Классификация смесовых машин представлена на рис. 8 .
В смесовых машинах периодического или непрерывного действия осуществляются следующие действия:
- образование настила из чередующихся слоев компонентов;
- отбор одновременно из всех слоев порций компонентного
настила (по вертикали);
- образование второго (смесового) настила из чередующихся
слоев;
32
Рис. 8. Классификация смесовых машин по принципу действия
33
- отбор слоев второго (смесового) настила, передвижение
настила к отводящему органу и подача приготовленной смеси по
пневмопроводам для дальнейшей переработки.
2.2. Смешивание волокнистых материалов на машинах периодического действия
Принцип работы смесовых машин периодического действия. В
первую очередь в смесовой камере образуется компонентный настил
из всего волокнистого материала, входящего в партию смеси. Далее
пo вертикали начинает отбираться настил, и во время этого отбора
клочки волокнистого материала перемешиваются между собой. В
соответствии с этим машины работают периодически. Работа
осуществляется в несколько периодов. В первом периоде в смесовой
камере компоненты настилаются слоями; если при этом все
компоненты настилаются одновременно, то в каждом слое
располагаются клочки всех компонентов смеси. При этом каждый
комплексный слой будет содержать условные слои каждого
компонента. В первом периоде работы смесовой камеры происходит
максимальное сближение клочков разных компонентов в настиле, а
также сближение по вертикали клочков одного и того же компонента.
Во втором периоде работы смесовой камеры производится отбор всех
слоев настила по вертикали с разрыхлением отбираемых клочков и их
перемешивание. Этим достигается однородность состава всей массы
смеси. При повторении первого и второго периодов работы машины,
образуется смесовой настил большей однородности по всей массе
смеси. При этом перемешивание клочков в малых частях смеси
становится еще лучше.
Из этого можно сделать вывод, что в процессе смешивания идут
по очереди - организованное распределение всей массы волокнистого
материала (настил слоев и отбор настила по вертикали) и случайное
распределение клочков в малых частях волокнистого материала
(пропуск через щипальную машину).
Наилучшее выравнивание по компоненту и перемешивание
между клочками разных компонентов, можно получить, если при
отборе порций в настилах и их перемешивании, удается получить
34
максимальное количество слоев для каждого компонента в
компонентном настиле и для смеси в смесовом настиле.
Точность отбора смесового настила по вертикали и получение
более однородной смеси зависят от равномерности слоев по высоте и
плотности: чем равномернее каждый слой, тем лучше идет
перемешивание.
При смешивании слоями наилучший результат достигается, если
слои различных компонентов будут тоньше, каждый слой равномерен
по толщине и плотности, а число слоев будет максимальным.
Существует два основных условия смешивания:
- полное перемешивание компонентов смеси;
- перемешивание волокон каждого компонента внутри себя и во
всей смеси.
Первое условие достигается, если максимальное количество
слоев будет выложено так, что число встреч компонентов будет
больше, при этом, чем меньше доза слоя, тем выше степень
перемешивания. Чем меньше объем клочков, составляющих смесь, и
чем меньше они закатаны, тем лучше будет качество смеси.
Второе условие достигается при большем числе вертикальных
отборов компонентного настила в процессе смешивания. От числа
отборов зависит общее число сложений и однородность волокнистой
смеси. Эти условия необходимы для получения равномерного по
структуре и составу материала.
Примером смешивания волокнистого материала периодическим
способом может служить работа машины СШ-12, с прямоугольной
камерой и вертикальной отбирающей игольчатой решеткой.
Машина СШ-12 (рис. 9) имеет прямоугольную камеру,
боковыми стенками которой являются неподвижные щиты. Дном
камеры служит грузовой транспортер, на котором закреплен
подпорный щит, он же служит задней стенкой. Роль передней стенки
выполняет вертикальная игольчатая решетка, в верхней части которой
установлен разравнивающий валик.
Машина СШ-12 (рис. 9) имеет прямоугольную камеру,
боковыми стенками которой являются неподвижные щиты. Дном
камеры служит грузовой транспортер, на котором закреплен
подпорный щит, он же служит задней стенкой. Роль передней стенки
выполняет вертикальная игольчатая решетка, в верхней части которой
установлен разравнивающий валик. Это машина периодического
35
действия, полный цикл работы которой состоит из трех периодов:
подготовки к загрузке, загрузки и выгрузки. Подготовка к загрузке:
подпорный щит с грузовым транспортером отводится от игольчатой
решетки в крайнее заднее положение, камера очищается от остатков
предыдущей партии смеси.
Рис. 9. Схема машины СШ-12 с прямоугольной камерой
Загрузка: по пневмопроводу волокнистый материал подается в
рабочую камеру машины и равномерно распределяется по всей
площади камеры с помощью механизма рассева, который состоит из
расширяющегося раструба и качающегося на выходе козырька.
Заслонки, установленные внутри раструба регулируют распределение
потока волокно-воздушной смеси по ширине камеры, а козырек
обеспечивает равномерное заполнение камеры по длине. Разгрузка
машины: игольчатая решетка отбирает клочки волокон по вертикали и
выводит их из камеры; валик разравнивает слой волокнистого
36
материала на игольчатой решетке, и клочки волокон, с помощью
съемной крыльчатки, сбрасываются в приемный диффузор, откуда
вентилятором направляются к следующим машинам поточной линии.
В процессе разгрузки грузовой транспортер с подпорным щитом
медленно движется в сторону игольчатой решетки. По окончании
разгрузки камеры грузовой транспортер автоматически
останавливается, игольчатая решетка отключается, а подпорный щит
отводится в заднее положение.
Периодическим способом работает также смесовая машина с
прямоугольной камерой и отбирающими колковыми барабанами.
Такая машина оснащена механизмом вертикального отбора
волокнистой смеси. Этот механизм выполнен в виде шести
одинаковых по конструкции и гарнитуре колковых барабанов,
расположенных один над другим. Клочки, отбираются из разных по
высоте слоев смесового настила, перемещаются снизу вверх к
выпускной (верхней) паре барабанов и выводятся ею из камеры. Это
происходит благодаря тому, что стальные колки на барабанах
посажены радиально, барабанов всего шесть, пять из них вращаются в
одну сторону, а шестой, верхний, в другую. Перемешивание клочков
происходит в сборнике смеси.
Рис. 10. Схема смесовой машины С-12-1
37
Смешивание в круглой камере имеет ряд недостатков,
ограничивающих его использование. Одним из таких недостатков
является отход (заваливание) настила от стенки камеры при повороте
пола, что может вызвать нарушение чередования слоев материала.
Однако этот недостаток устраняется, если машина работает в
замкнутом цикле.
Еще одним из способов периодического перемешивания
является смешивание в замкнутом цикле, при котором в одной
смесовой камере можно осуществить необходимое число перевалов
смеси для достижения необходимого качества смешивания. Такое
смешивание можно осуществить на базе смесовой машины С-12-1 с
круглой камерой (рис. 10), в которую компоненты смеси подаются от
двух или трех щипально-замасливающих машин. Машина работает в
два периода: первый период — загрузка камеры; второй период –
период смешивания.
2.3. Смешивание волокнистых материалов на машинах непрерывного действия
На машинах непрерывного действия все компоненты смеси
подаются в камеру смесовой машины одновременно и непрерывно
через автопитатели.
Попадая в камеру, компоненты перемешиваются между собой и
выводятся из смесовой машины с помощью отбирающих рабочих
органов. В каждый момент времени, из смесовой машины выходит
часть смеси, которая содержит в своем составе части неоднородного
компонента. Эти части значительно отличаются друг от друга по
каким-либо свойствам. Это объясняется тем, что при перемешивании
в каждый момент времени участвует какая-то небольшая часть
каждого компонента, и, она не может быть перемешана с
компонентами, поступающими в машину несколько позже.
Как видно из рис. 8, смесовые машины непрерывного действия
работают по двум принципам: либо с разницей скоростей движения
материала к линии выборки, либо с разной длиной пути движения
материала к линии выборки.
38
Машины непрерывного действия с разницей скоростей
движения материала к линии выборки. По такому принципу
работает смесовая машина для поточных линий МСП-8Ш, которая на
различных этапах приготовления смесей может использоваться как
компонентный лабаз, смесовая машина и расходный лабаз (рис. 11).
Волокнистый настил образуется, когда волокнистая масса,
поступающая в камеру, раскладывается на выбирающие лопастные
барабаны 1-9 и подающие рифленые барабаны 10 - 17.
Выгрузка волокнистой массы из машины выполняется в
определенной
разрыхлительный барабан 19, затем решетка 18, выбирающие
барабаны 1 - 9 и подающие рифленые барабаны 10-17. В момент пуска
выбирающего барабана 1 остальные (2 - 9) остаются неподвижными
на 1-2 минуты. При выгрузке осуществляется разрыхление
волокнистой массы выбирающими лопастными барабанами 1 – 9,
которые расположены горизонтально.
последовательности. В первую очередь включается
Рис. 11. Схема смесовой машины МСП-8Ш:
1-9 – выбирающие лопастные барабаны; 10-17 – подающие
рифленые барабаны; 18 - решетка; 19 - разрыхлительный барабан;
20 - всасывающий патрубок пневмосистемы
39
Слой волокон, расположенный на решетке и на выбирающем
барабане 1, подается к разрыхлительному барабану 11, где
разрыхляется и отводится потоком воздуха во всасывающий патрубок
20. Далее в работу включаются все остальные выбирающие лопастные
барабаны 2 - 9, а затем и подающие барабаны 10- 17. Выборка
осуществляется со скоростью, пропорциональной скорости подающих
рифленых барабанов 10 – 17. При этом относительная скорость
подающих барабанов (как и скорость выбирающих барабанов 1 - 9) от
первого к последнему возрастает.
Рис. 12. Технологическая схема дозатора-смесителя:
1, 8 - патрубок; 2, 6 - подающие барабаны; 3 - выводной
патрубок; 4 - смесительно-разрыхлительная секция; 5 -
разрыхлительный барабан; 7 - датчики уровня; 9 - сетчатый короб;
10 – сепаратор
Клочки смеси сбрасываются лопастями барабанов на решетку,
подаются к разрыхлительному барабану 19, и дополнительно
перемешиваются. Благодаря разнице скоростей подающих и
40