16.4. Диспергаторы с жёстко закреплёнными рабочими телами

Диспергаторы с жёстко закреплёнными рабочими телами (см. рис. 16.1) отличаются от диспергаторов со свободно движущимися рабочими телами (см. рис. 16.2) тем, что скорость движения их рабочих частей не зависит от вязкости пигментной суспензии или пасты. В зависимости от типа диспергатора на них можно диспергировать легколетучие суспензии, высоковязкие пасты и дисперсии пигментов в термопластичных твёрдых полимерах, нагретых до температуры размягчения.

16.4.1. Трёхвалковые машины

В трёхвалковых машинах (рис. 16.15), часто называемых трёхвалковыми краскотёрками, пастообразная смесь пигмента с плёнкообразователем поступает в загрузочную коробку, захватывается в клиновидную щель между первым и вторым валками, вращающимися навстречу друг другу, затем переходит со второго валка на третий и с него снимается ножом. Абсолютная и относительная скорости валков, зазор между ними, вязкость пасты и ряд других факторов оказывают большое влияние на процесс диспергирования, протекающий в зоне контакта валков, и на мощность потребляемую машиной.

В зависимости от свойств пигмента, требований к степени диспергирования и других факторов пигментную пасту пропускают через машину от одного до десяти раз, а иногда и более (художественные краски). В зоне контакта между валами паста находится сотые доли секунды, и, следовательно, общая длительность процесса диспергирования на трёхвалковой машине не превышает 1 с.

Трёхвалковые машины (рис. 16.15, 16.16) выпускаются с горизонтальным и наклонным расположением валков более удобны для загрузки, занимают меньше места, но несколько сложнее в изготовлении.

Рисунок 16.15 – Трёхвалковая машина с горизонтальным (а), наклонным (б) и вертикальным (в) расположением валков: 1 – валок; 2 – загрузочная коробка; 3 – нож.	Рисунок 16.16 – Трёхвалковая машина с двумя скоростями валков гидравлическим прижимом и гидроподъёмником для деж: 1 – станина; 2 – валки; 3 – загрузочная коробка; 4 – электродвигатель; 5 – гидроподъёмник для деж; 6 – фартук с ножом.

В трёхвалковых машинах валки полые, из закалённой стали или отбелённого чугуна, охлаждаемые водой. Диаметр валков – обычно 300-400 мм, длина 800-1000 мм. Предельная частота вращения наиболее быстроходного третьего валка машины ограничивается центробежной силой на его поверхности, при которой начинается отрыв пасты от валка. Диаметры валков одинаковы, и частоты вращения остальных двух валков снижаются по отношению к частоте вращения быстроходного валка в отношении 1:2:3 или 1:3:9. Максимально допустимая окружная скорость третьего валка обычно не превышает 5 м/с. При диаметре валков 300-400 мм частота вращения наиболее быстроходного валка составляет 200-250 мин^-1.

В трёхвалковых машинах корпусы подшипников среднего валка закреплены на станине машины неподвижно, а подшипники крайних валков могут перемещаться в ту или другую сторону, скользя по направляющим станины, для изменения ширины зазоров. Изменение зазоров между валками необходимо для настройки машины на разные режимы работы в зависимости от свойств обрабатываемой пасты и требований к степени диспергирования. Для перемещения корпусов подшипников применяются различные устройства типа винтовых и гидравлических прижимов с ручным или автоматическим управлением.

Достоинства трёхвалковой машины: лёгкость очистки при переходе на другую пигментную пасту; пригодность для диспергирования высоковязких пигментных паст; возможность диспергирования на ней тонкодисперсных, но трудно диспергируемых пигментов.

Основные недостатки: открытая поверхность валков и связанные с этим загрязнение атмосферы цеха и потери растворителей в случае их содержания в пигментной пасте; сложность конструкции; низкая производительность; повышенные затраты ручного труда и трудность механизации при высоковязких пастах; быстрый износ поверхности валков при диспергировании немикронизированных грубодисперсных природных пигментов и наполнителей.