Подготовительный этап в производстве полимерпесчаных смесей для изготовления различных строительных материалов и переработки отходов производства состоит в измельчении полимерных наполнителей. Для этого применяется такое устройство как агломератор.
Основная задача агломератора – превратить разноразмерные фрагменты синтетического материала в стандартные кусочки мелко порезанного и готового к приготовлению полимерпесчаной смеси, сырья.
Рассмотрим детальнее принцип работы агломератора, его функции и преимущества в использовании для производственных линий полимерпесчаных смесей.
Работа агломератора: принцип действия
Конструкция агломератора достаточно проста – это ёмкость из металла или особо прочного пластика, куда засыпается подготовленный и очищенный сырьевой полимерный материал. Для того чтобы измельчить этот материал, используется несколько ножей. Они вращаются на одной оси и выполняют разрезание сырьевой массы. Рассекая плотный пластик до мелких фрагментов с помощью быстровращающихся режущих кромок на ножах, можно добиться очень значительного измельчения. Вместе с тем, оно не должно достигать пылеобразного состояния. Именно поэтому тщательно регулируется как скорость работы вала, так и интенсивность расположения ножей на валу.
После того как ножи начинают первичное измельчение сырья, полимер начинает нагреваться. В этот момент подаётся быстро охлаждающий водяной удар – «шоковая вода». С помощью экстренного смачивания нагретой и измельчённой массы, можно получить агломерат – готовый к использованию и разрубленный как ножами, так и собственной массой во время охлаждения, полимерный продукт. При этом частицы обычно получаются относительно одинаковые. Он уже готовы к более серьезной термической обработке и плавлению.
Емкость-бункер имеет вход для засыпки сырья и выходную часть для приема готовой измельчённой полимерно-сырьевой продукции. Она может располагаться как с боковой части устройства, так и для высыпки, измельченной фракции полимеров снизу цилиндрической емкости. После полного цикла измельчения и формования агломерата, двигатель останавливается, а из бункера готовое сырье высыпается в мешки или непосредственно на линию подачи в смеситель для подготовки ингредиентов.
Результаты работы агломератора
Агломератор не объединяет частицы в единое целое, а только подвергает их кратковременному температурному шоку для получения эффективного гранулирования и сортирования.
Подбор самых важных характеристик агломераторов
При выборе конкретной версии агломератора следует исходить из трёх показателей:
- мощность двигателя;
- способ обработки и конструкция режущих ножей;
- емкость бункера-цилиндра.
Все три показателя следует сбалансировать, чтобы получить устройство, которое будет надёжно и продуктивно работать на конкретном производственном участке.
Мощность работы агломератора
Первое, на что необходимо обратить внимание – мощность электродвигателя. Чтобы переработать приблизительно 1000 г пластиковых отходов, потребуется не менее 200-300 В мощности двигателя. Таким образом для переработки минимум 10-килограммового бункера, полностью заполненного пластиковыми отходами и полимерными материалами, необходим двигатель с мощностью в 2-3 кВт. Если не учитывать этот параметр, можно получить устройство, которое будет иметь избыточную мощность и непродуктивно использовать энергию. Или наоборот, получить устройство с недостаточной мощностью, которое будет тратить много времени на переработку сырья и останавливать ритмично работающую производственную систему предприятия.
Объем бункера
Как показывают приведенные выше расчёты, объём бункера куда засыпается сырьё – важный параметр для определения эффективности работы агломератора. Чем больше объём и мощнее электродвигатель, который обслуживает агломератор, тем выше производительность. Однако здесь необходимо соблюдать баланс, учитывая объём необходимого полимерного сырья и скорость его обработки на конкретном производстве:
- если предприятие использует агломератор только в качестве обработчика отходов производства и складирования для продажи, можно использовать менее мощные и менее объёмные устройства;
- если линия переработки полимеров устанавливается на предприятии, основным направлением деятельности которого является производство полимерпесчаной смеси, тогда мощность и ёмкость бункера следует соотносить с эффективностью работы смешивающе-плавильного оборудования.
Такой выбор будет мотивирован комплексным подходом и расчётом мощности всех цепочек производственной линии для беспрерывности техпроцесса.
Следует не забывать, что действует одно очень простое правило – затраты времени и энергии для обработки сокращаются, если в работе меньше циклов и загрузок. Поэтому чем больший объём цилиндра, в котором идёт подготовка полимерных материалов, тем эффективнее работает устройство и меньше потребляет энергии на единицу продукции.
Однороторные варианты агломераторов: плюсы использования
Самая простая конструкция агломератора – однороторный вариант, то есть агломератор, в котором есть один вал с несколькими ножами. Такой вариант агломератора используется в основном для подготовленных к переработке синтетических пластиковых изделий. Их нарезают лентами или измельчают другими способами перед загрузкой в цилиндрический бак.
Однороторный агломератор обычно используется в том случае, если выполняется предварительная подготовка и сортирование сырья перед его порезкой на мелкие фрагменты. Если основным видом сырья будут неподготовленные для измельчения полиэтиленовые мешки, фрагменты отработанных пластиковых упаковок или деталей, потребуется более мощная версия агломератора.
Двухроторный агломератор: как и зачем используется
Такой тип агломератора может работать с практически неподготовленным сырьём, включая элементы тары или отходы производства с большими габаритами и нестандартными размерами. В двухроторном агломераторе рассечение плоскости полимерной продукции производится ножами, насаженными на пару валов. Вращаются валы синхронно или с намеренной рассинхронизацией для увеличения эффективности и скорости рассечения. Скорость вращения может достигать нескольких тысяч оборотов в минуту.
Источником движения валов является электродвигатель или несколько электродвигателей меньшей мощности. С помощью ременной передачи они передают вращение на валы где установлены режущие инструменты. Мощность такой установки значительно выше, как и ее производительность.
Благодаря такому усилению мощности в приёмный цилиндрический бункер можно засыпать не только качественно очищенное полимерное сырьё, но и тару. Она может иметь загрязнения, включая наличие на поверхности песка, цемента, остатков земли.
Ножевые и дисково-ножевые варианты агломераторов
Условно конструкции агломераторов можно разделить на ножевые и дисково-ножевые варианты. Внешне они очень похожи, но отличаются одним важным конструктивным элементом:
- обычные ножевые агломераторы используют от двух до 10-12 тонкостенных высокопрочных ножей, которые расположены и пропорционально распределены по всей длине вала;
- дисково-ножевые агломераторы закрепляют ножи в нижней части агломератора для разрезания крупного по размерам, сырья.
В некоторых конструкциях сочетают ножи, расположенные на валу, а также устанавливает дополнительно ножи в нижней части конструкции, на диске. Однако такие версии агломераторов встречаются достаточно редко, хотя их можно считать универсальными устройствами с максимальной производительностью.
Особенностью применения дисково-ножевых агломераторов является их применение для очень прочных полимеров, которые могут наматываться на вал ножевого агломератора из-за своей гибкости и устойчивости, протяженности фрагментов для измельчения. Именно поэтому дисково-ножевые версии обычно используют на пониженной скорости, но с гарантированным измельчением сырья, которое не сможет обработать обычный ножевой агломератор. В то же время ножевые варианты подходят для измельчения сырья с твердым, но хрупкой конструкцией. Именно поэтому в этих системах используется высокая скорость и один ротор.
Функции и преимущества агломераторов для производства полимерпесчаных смесей
Самая важная функция агломераторов – подготовка сырья для производства готовой смеси. Полимеры – одна из самых важных составляющих в полимерпесчаной смеси и поэтому агломератор должен подготовить их к смешиванию и термической обработке максимально качественно. Агломератор выполняет функцию формирования:
- размеров фрагментов полимерной компоненты, что влияет на скорость смешивания, а затем – плавления;
- использования отходов производства или сортированных отходов для производственного цикла;
- удешевление выпуска строительной продукции, а также рециклинга пластика и пластиковых компонентов.
Таким образом предприятие выполняет как производственные задачи, так и выполняет функцию рационального и бережливого к природе использования ресурсов.
С помощью агломератора можно не только готовить сырьё для производства строительных материалов, но и значительно сократить расходы на утилизацию отходов производства. Предприятие может установить такую линию прежде всего для дополнительного заработка и реализовывать подготовленное сырьё для производства полимерпесчаных смесей другим производителям. Единственное усовершенствование которое потребуется кроме наличия агломератора – упаковочное оборудование с расфасовкой и организованное место для складирования
