16.2. Типы оборудования

Существенной особенностью машин для диспергирования пигментов и наполнителей в плёнкообразователях или их растворах, является жёсткое или свободное движение в них рабочих тел. В первом случае скорость движения рабочих тел не зависит от вязкости диспергируемой суспензии или пасты, во втором зависит в большей мере, вплоть до прекращения их движения. По этому признаку диспергаторы (называемые также краскотёрочными машинами, краскотёрками, мельницами) делят на две группы – на машины с жёстко закреплёнными рабочими телами (рис. 16.1) и машины со свободно движущимися рабочими телами (рис. 16.2).

Рисунок 16.1 – Диспергаторы с жёстко закреплёнными телами:

а – дисковая мешалка; б – трёхвалковая машина; в – дисольвер; г – диспергатор «Кейди-милл»; д – двухлопастно смеситель; е – фрикционные вальцы; ж – двухчервячный экструдер; з – виброкавитационная коллоидная мельница; и – звуковой (акустический) диспергатор; к – дисковой диспергатор нового типа.

Рисунок 16.2 – диспергаторы со свободно движущимися рабочими телами:

а – шаровая мельница; б – шаровая планетарная мельница; в – шаровая вибрационная мельница; г – диспергатор ЛТИ-1; д – диспергатор ЛТИ-2; е – диспергатор непрерывного действия; ж – бисерная машина с вертикально расположенной рабочей камерой; з – бисерная машина с горизонтально расположенной рабочей камерой; и – атриторы периодического действия; к, л – атриторы непрерывного действия; м – электромагнитный диспергатор.

После появления синтетических плёнкообразователей резко увеличился выпуск эмалей на их основе и сократилось производство масляных густотёртых красок. Жидкой фазой пигментных суспензий служат растворы плёнкообразователей в органических растворителях. Диспергирование пигментных паст на не поддающихся герметизации валковых машинах было связано со значительными потерями растворителей и создавало антисанитарные условия в рабочем помещении. Поэтому для диспергирования суспензий (не паст) пигментов и наполнителей в растворах синтетических смол, стали применять шаровые мельницы (рис. 16.2 а). Шаровые мельницы обеспечивают полную герметизацию процесса диспергирования; по конструкции значительно проще валковых машин; не требуют, как валковые машины, квалифицированных рабочих, а также предварительного смешения жидкой и твёрдой ваз суспензии, как многие другие типы диспергаторов.

Поскольку в шаровых мельницах работает только верхний слой лавинообразно скатывающихся шаров диаметром 20-30 мм, а вся остальная масса шаров неподвижна, продолжительность диспергирования достигает несколько десятков часов и объёмная производительность этого диспергатора весьма низка. Попытки интенсифицировать работу всей массы шаров привлекли к созданию диспергаторов периодического действия ЛТИ-1 и ЛТИ-2. В диспергаторе ЛТИ-1 (рис. 16.2 г) внутри вращающегося барабана неподвижно к его стенкам закреплена многолопастная мешалка. При вращении барабана большая часть шаров вовлекается в работу вследствие омывания ею лопастей. В диспергаторе ЛТИ-2 (рис. 16.2 д) барабан продольными перегородками (с отверстиями для протекания через них суспензии) разделён на ряд секций – ячеек, частично заполненных шарами. Такая конструкция не только повышает поверхность скатывания шаров, но и активизирует движение всей массы шаров. На основе конструкций этих диспергаторов разработаны диспергаторы непрерывного действия (рис. 16.2 е).