原料预处理设备概论(共67页).ppt

1、第二章第二章 原料预处理设备原料预处理设备 本章主要讲述筛选、过滤设备以及预热枯燥设备和研磨设备的结构原理与结构特点。 通过本章的学习，要求掌握原料预处理设备的结构原理、结构特点，能够根据需要选用适宜的原料预处理设备。学习目的与要求学习目的与要求第二章第二章 原料预处理设备原料预处理设备 2.1 筛选、过滤设备筛选、过滤设备 2.2 预热枯燥设备预热枯燥设备 2.3 研磨设备研磨设备细度是指物料颗粒直径的大小，通常用筛网的目数细度是指物料颗粒直径的大小，通常用筛网的目数网孔数网孔数/英寸来表征；均匀度是指颗粒间直径大英寸来表征；均匀度是指颗粒间直径大小的差数，即表征粒径的分布情况。小的差数，即

2、表征粒径的分布情况。2.1 2.1 筛选、过滤设备筛选、过滤设备一、筛选、过滤的目的一、筛选、过滤的目的防止金属杂质混入物料中，确保设备平安防止金属杂质混入物料中，确保设备平安实现物料的细度和均匀度，使其在成型时具有实现物料的细度和均匀度，使其在成型时具有良好的成型性能良好的成型性能除去混入的杂质和粒径较大的物料，保证制品除去混入的杂质和粒径较大的物料，保证制品的质量的质量常见的筛选方法：常见的筛选方法：1、重力筛选重力筛选 利用物料颗粒尺寸或比重进行分选。利用物料颗粒尺寸或比重进行分选。2、风选风选 利用物体对空气阻力差和在空气中下落速度利用物体对空气阻力差和在空气中下落速度差来分选物料。差

3、来分选物料。3、溶剂分选溶剂分选 利用不同的聚合物在溶剂中的溶解度不利用不同的聚合物在溶剂中的溶解度不同来进行分选。同来进行分选。2.1 2.1 筛选、过滤设备筛选、过滤设备重力筛选重力筛选 利用物料颗粒尺寸利用物料颗粒尺寸 利用比重进行分选利用比重进行分选 利用自由落体的利用自由落体的重力差实现分选。重力差实现分选。2.1 2.1 筛选、过滤设备筛选、过滤设备风风 选选2.1 2.1 筛选、过滤设备筛选、过滤设备2.1 2.1 筛选、过滤设备筛选、过滤设备二、筛选设备二、筛选设备 筛选过滤设备的主要组成局部是筛网，筛网筛选过滤设备的主要组成局部是筛网，筛网通常为铜丝网、合金丝网或其它金属丝网

4、通常为铜丝网、合金丝网或其它金属丝网 ，其，其规格常用泰勒筛制和正方形网眼筛制表示，具体规格常用泰勒筛制和正方形网眼筛制表示，具体见表见表2-1。 根据物料的品种及用途，通常粉状物料的细根据物料的品种及用途，通常粉状物料的细度大多控制在度大多控制在60-100目。目。2.1 2.1 筛选、过滤设备筛选、过滤设备1.圆筒筛圆筒筛结构结构: :由筛网和筛骨架组成由筛网和筛骨架组成特点特点: :n筛选效率低筛选效率低n卫生性差卫生性差n维修方便维修方便用途用途: :适合筛选密度大的填料，如碳酸钙、滑石粉、适合筛选密度大的填料，如碳酸钙、滑石粉、陶土等陶土等2.1 2.1 筛选、过滤设备筛选、过滤设备

5、2.2.振动筛振动筛 振动筛是一种平放或略倾斜的筛，振动筛是一种平放或略倾斜的筛，工作时利用偏心轮或凸轮装置或利用电工作时利用偏心轮或凸轮装置或利用电磁震荡原理，使筛体工作时沿单一方向发生磁震荡原理，使筛体工作时沿单一方向发生往复变速运动而产生振动，物料受振动经过往复变速运动而产生振动，物料受振动经过筛孔落下，而大于筛孔的物料和杂质颗粒那筛孔落下，而大于筛孔的物料和杂质颗粒那么顺筛面移动到筛体的尽头落下。么顺筛面移动到筛体的尽头落下。工作原理工作原理2.1 2.1 筛选、过滤设备筛选、过滤设备机械式振动筛机械式振动筛n电磁式振动筛电磁式振动筛2.1 2.1 筛选、过滤设备筛选、过滤设备特点特点

6、: :n筛选效率高筛选效率高筛网利用率高，筛孔不易堵塞。筛网利用率高，筛孔不易堵塞。n省电省电磁铁吸合时消耗电能，断开时不耗电。磁铁吸合时消耗电能，断开时不耗电。n卫生性差卫生性差敞开式系统，易产生粉尘飞扬。敞开式系统，易产生粉尘飞扬。n维修方便维修方便敞开式筛体结构简单，易于维修。敞开式筛体结构简单，易于维修。n噪声大噪声大部件撞击产生较大的噪声。部件撞击产生较大的噪声。用途用途: :适合筛选粒状树脂和密度较大的填料，密闭适合筛选粒状树脂和密度较大的填料，密闭式的也能用于粉状物料的筛选，但噪声较大。式的也能用于粉状物料的筛选，但噪声较大。2.1 2.1 筛选、过滤设备筛选、过滤设备3.3.平

7、动筛平动筛 2.1 2.1 筛选、过滤设备筛选、过滤设备 平动筛工作时也利用偏心轮装置，但与振动平动筛工作时也利用偏心轮装置，但与振动筛不同的是筛体发生平面圆周变速运动。筛不同的是筛体发生平面圆周变速运动。 平动筛主要由筛体、偏心轮、偏心轴等组成。平动筛主要由筛体、偏心轮、偏心轴等组成。见图见图2-4、2-5。2.1 2.1 筛选、过滤设备筛选、过滤设备n单筛体式平动筛单筛体式平动筛2.1 2.1 筛选、过滤设备筛选、过滤设备n双筛体式平动筛双筛体式平动筛2.1 2.1 筛选、过滤设备筛选、过滤设备特点特点: :n筛选效率比圆筒筛高而比振动筛低。整个筛网都能筛选效率比圆筒筛高而比振动筛低。整个

8、筛网都能得到利用，但筛孔易堵塞。得到利用，但筛孔易堵塞。n卫生性好。筛体为密闭式，筛选时不易粉尘飞扬。卫生性好。筛体为密闭式，筛选时不易粉尘飞扬。n噪声小噪声小n维修不方便维修不方便用途用途: :适合筛选粉物料适合筛选粉物料2.1 2.1 筛选、过滤设备筛选、过滤设备三、过滤装置三、过滤装置 过滤是将液体物料经过过滤装置而除去过滤是将液体物料经过过滤装置而除去液体中杂质的方法，塑料成型中所用的液体物液体中杂质的方法，塑料成型中所用的液体物料都需经过过滤后才能使用。料都需经过过滤后才能使用。nXUXU型线隙式滤油器型线隙式滤油器2.1 2.1 筛选、过滤设备筛选、过滤设备n特点：结构简单，通油能

9、力大。过滤精度有：特点：结构简单，通油能力大。过滤精度有：100目目180m)、 150目目100m)、 200目目80m)。n用途：由于用铜丝制成的滤网强度较低，故这种滤用途：由于用铜丝制成的滤网强度较低，故这种滤油器用于低压系统油器用于低压系统(2.5MPa)。通常安装在低压油泵。通常安装在低压油泵或手动式抽油器的吸油口处，对液体物料进行过滤。或手动式抽油器的吸油口处，对液体物料进行过滤。2.1 2.1 筛选、过滤设备筛选、过滤设备一、预热枯燥的目的一、预热枯燥的目的提高物料的混合塑化效率，缩短成型周期提高物料的混合塑化效率，缩短成型周期改善制品质量改善制品质量减小物料过多的含湿量水或其他

10、低分子易挥发减小物料过多的含湿量水或其他低分子易挥发物物2.2 2.2 预热枯燥设备预热枯燥设备 适当的含湿量可以使物料在成型中起到增塑适当的含湿量可以使物料在成型中起到增塑作用，有利于提高物料的流动性，但过多的含湿量作用，有利于提高物料的流动性，但过多的含湿量会导致成型时高温机筒内挥发成气体或促使塑料水会导致成型时高温机筒内挥发成气体或促使塑料水解而引起粘度下降、制品起泡和翘曲变形等。解而引起粘度下降、制品起泡和翘曲变形等。枯燥温度以不使物料发黏而形成团状或饼状为原那么枯燥温度以不使物料发黏而形成团状或饼状为原那么在成型前，物料的含湿量一般控制在在成型前，物料的含湿量一般控制在0.02%0.

11、05%2.2 2.2 预热枯燥设备预热枯燥设备2.2 2.2 预热枯燥设备预热枯燥设备1.1.热风预热枯燥热风预热枯燥烘箱预热枯燥烘箱预热枯燥 电加热器对空气进行加热，被加热的空气经电加热器对空气进行加热，被加热的空气经烘箱底部的风扇强制循环加物料加热到规定的烘箱底部的风扇强制循环加物料加热到规定的温度。温度。2.2 2.2 预热枯燥设备预热枯燥设备二、预热枯燥的形式、特点和用途二、预热枯燥的形式、特点和用途热风枯燥烘箱热风枯燥烘箱2.2 2.2 预热枯燥设备预热枯燥设备热风枯燥烘箱热风枯燥烘箱1热风枯燥烘箱热风枯燥烘箱2全自动硬盘式枯燥箱全自动硬盘式枯燥箱2.2 2.2 预热枯燥设备预热枯燥

12、设备n料斗式预热枯燥料斗式预热枯燥2.2 2.2 预热枯燥设备预热枯燥设备工作原理：空气由风机送至电热箱，通过高温电热工作原理：空气由风机送至电热箱，通过高温电热管加热，在电子温度调节器控制下，被加热成适宜管加热，在电子温度调节器控制下，被加热成适宜温度的均匀热风吹入料斗内。在物料颗粒由上而下温度的均匀热风吹入料斗内。在物料颗粒由上而下缓慢下降过程中，热风与物料在温度差的作用下进缓慢下降过程中，热风与物料在温度差的作用下进行热交换，热风通过物料颗粒间隙穿过物料层从排行热交换，热风通过物料颗粒间隙穿过物料层从排气管排出，不断带走湿气使物料连续不断的得到加气管排出，不断带走湿气使物料连续不断的得到

13、加热并以预热状态进入挤塑机或注塑机的机筒内。热并以预热状态进入挤塑机或注塑机的机筒内。2.2 2.2 预热枯燥设备预热枯燥设备2.2 2.2 预热枯燥设备预热枯燥设备 实际上是利用拉大塑料粒子外表水汽的压强与实际上是利用拉大塑料粒子外表水汽的压强与热空气中水蒸气的分压之间的压差来提高传质推动热空气中水蒸气的分压之间的压差来提高传质推动力，促使粒子内部水分快速向外表传递并汽化。力，促使粒子内部水分快速向外表传递并汽化。 对大批量物料可采用抽湿枯燥机或采用负压沸对大批量物料可采用抽湿枯燥机或采用负压沸腾枯燥法。腾枯燥法。2.2 2.2 预热枯燥设备预热枯燥设备2.2.真空枯燥真空枯燥 采用真空泵将

14、料斗中的空气抽出，形采用真空泵将料斗中的空气抽出，形成负压，从而使物料外表的水份挥发到达枯燥成负压，从而使物料外表的水份挥发到达枯燥的目的。适用于加热时易氧化变色的物料如的目的。适用于加热时易氧化变色的物料如PAPA等。等。2.2 2.2 预热枯燥设备预热枯燥设备2.2 2.2 预热枯燥设备预热枯燥设备3.3.辐射预热枯燥辐射预热枯燥 利用物料对远红外线吸收率高的特点，使利用物料对远红外线吸收率高的特点，使被预热枯燥物料吸收来自远红外枯燥装置产生的被预热枯燥物料吸收来自远红外枯燥装置产生的特定波长的远红外线，物料不直接接触热源，容特定波长的远红外线，物料不直接接触热源，容易实现连续预热枯燥。易

15、实现连续预热枯燥。 枯燥时间短、效果好，枯燥温度可达枯燥时间短、效果好，枯燥温度可达130130，适用大批量物料的预热枯燥。，适用大批量物料的预热枯燥。2.2 2.2 预热枯燥设备预热枯燥设备3.辐射预热枯燥辐射预热枯燥 远红外线预热枯燥远红外线预热枯燥 枯燥原理：枯燥原理： 红外线介于可见光与微波之间，波长红外线介于可见光与微波之间，波长0.72m1000m, 分近红外线、中红外线、分近红外线、中红外线、远红外线。远红外线。 2.2 2.2 预热枯燥设备预热枯燥设备 红外线辐射到物质外表时，一局部被物质外表红外线辐射到物质外表时，一局部被物质外表反射，其余局部进入物质，进入物质的红外线中，反

16、射，其余局部进入物质，进入物质的红外线中，有一局部通过物质，余下的局部被物质吸收转变为有一局部通过物质，余下的局部被物质吸收转变为热能，使物质的温度升高。热能，使物质的温度升高。 水、有机物质、高分子物质能够有效吸收远红水、有机物质、高分子物质能够有效吸收远红外线。外线。2.2 2.2 预热枯燥设备预热枯燥设备2.2 2.2 预热枯燥设备预热枯燥设备 首先由加热器对基体进行加热，然后由基体将首先由加热器对基体进行加热，然后由基体将热能传递给辐射远红外线的涂层，再由涂层将热能热能传递给辐射远红外线的涂层，再由涂层将热能转变成辐射能，使之辐射出远红外线。被枯燥的高转变成辐射能，使之辐射出远红外线。

17、被枯燥的高分子材料对远红外线具有强烈的吸收带，物料吸收分子材料对远红外线具有强烈的吸收带，物料吸收远红外能量后，使其分子产生剧烈共振，从而使物远红外能量后，使其分子产生剧烈共振，从而使物料内部迅速地升高温度，到达预热枯燥目的。料内部迅速地升高温度，到达预热枯燥目的。2.2 2.2 预热枯燥设备预热枯燥设备远红外预热枯燥装置的构成：远红外预热枯燥装置的构成：1远红外线辐射元件远红外线辐射元件 由基体、辐射远红外线涂层和热源三局部组成由基体、辐射远红外线涂层和热源三局部组成2传送装置传送装置 传送物料，调节预热枯燥时间传送物料，调节预热枯燥时间3附件附件 主要由保温材料、反射罩组成，防止热量对外扩

18、散主要由保温材料、反射罩组成，防止热量对外扩散2.2 2.2 预热枯燥设备预热枯燥设备2.2 2.2 预热枯燥设备预热枯燥设备2.2 2.2 预热枯燥设备预热枯燥设备枯燥特点：枯燥特点：质量好、效率高质量好、效率高 可以使物料在一定深度的内部和外表同时可以使物料在一定深度的内部和外表同时加热，防止因热膨胀不同而产生形变和质变。加热，防止因热膨胀不同而产生形变和质变。节约能源节约能源 反射罩可以将周围散射或通过的远红外线反射罩可以将周围散射或通过的远红外线聚集起来，反射到物质上，提高加热效果。聚集起来，反射到物质上，提高加热效果。 设备规模小、制造方便、本钱低、易于推广设备规模小、制造方便、本钱

19、低、易于推广2.2 2.2 预热枯燥设备预热枯燥设备一、研磨的目的一、研磨的目的 研磨是用外力对物料进行研磨是用外力对物料进行碾压、研细碾压、研细的过程。的过程。用以提高多组分塑料在混合过程中的分散性和混合用以提高多组分塑料在混合过程中的分散性和混合效率，改善物料的加工性，从而保证制品的性能要效率，改善物料的加工性，从而保证制品的性能要求。求。 常用的研磨设备有常用的研磨设备有三辊研磨机三辊研磨机和和球磨机球磨机。2.2.3 3 研磨设备研磨设备2.2.3 3 研磨设备研磨设备二、二、三三辊辊研研磨磨机机结结构构组组成成2.2.3 3 研磨设备研磨设备三辊研磨机是如何工作的？各局部有什么作用？

20、三辊研磨机是如何工作的？各局部有什么作用？三辊机的操作过程三辊机的操作过程1三辊机的操作过程三辊机的操作过程22.2.3 3 研磨设备研磨设备结构组成：结构组成： 主要由主要由辊筒、挡料装置、调距装置、出料装置、辊筒、挡料装置、调距装置、出料装置、传动装置和机架传动装置和机架组成。组成。辊筒辊筒 是对物料产生挤压的场所。是对物料产生挤压的场所。挡料装置挡料装置 位于慢、中速辊之间，防止加料时物位于慢、中速辊之间，防止加料时物料进入辊筒两端的轴承中。料进入辊筒两端的轴承中。2.2.3 3 研磨设备研磨设备调距装置调距装置 调节辊距及压紧力，改变对物料的剪调节辊距及压紧力，改变对物料的剪切和挤压作

21、用。切和挤压作用。出料装置刮刀片出料装置刮刀片 贴在快速辊外表，将物料贴在快速辊外表，将物料刮下。刮下。传动装置传动装置 由电动机、减速箱、联轴器、速比由电动机、减速箱、联轴器、速比齿轮组成，为各辊筒提供所需的转矩和转速。齿轮组成，为各辊筒提供所需的转矩和转速。机架机架 是辊筒、调距装置等的支撑部件。是辊筒、调距装置等的支撑部件。2.2.3 3 研磨设备研磨设备工作原理：剪切、挤压工作原理：剪切、挤压混合混合快中慢将研磨料投入后辊和中辊之间的加料沟中，二辊以不同速度将研磨料投入后辊和中辊之间的加料沟中，二辊以不同速度向内旋转，局部研磨料进入加料缝并受到强大的剪切作用。向内旋转，局部研磨料进入加

22、料缝并受到强大的剪切作用。2.2.3 3 研磨设备研磨设备 通过加料缝的研磨料分为两局部：一局通过加料缝的研磨料分为两局部：一局部附在加料辊上，回到加料沟；另一局部由部附在加料辊上，回到加料沟；另一局部由中辊带至中辊和前辊之间的刮漆缝，在此又中辊带至中辊和前辊之间的刮漆缝，在此又一次受到更强大的剪切作用。一次受到更强大的剪切作用。 经过刮漆缝研磨料又分成两局部，一局经过刮漆缝研磨料又分成两局部，一局部由前辊带到刮刀处，落入刮漆盘，另一局部由前辊带到刮刀处，落入刮漆盘，另一局部再回到加料沟。部再回到加料沟。2.2.3 3 研磨设备研磨设备 三辊研磨机工作时，待研磨的浆料置入中辊与后辊及挡板围成的

23、区域里。挡板与滚筒紧密接触，既不阻碍滚筒转动又物料流动情况：物料流动情况：2.2.3 3 研磨设备研磨设备快中慢能防止浆料从间隙泄漏。开机后，辊筒相向转动，浆料拉向能防止浆料从间隙泄漏。开机后，辊筒相向转动，浆料拉向加料缝，由于间隙小，大局部浆料不能通过，被迫回到加料加料缝，由于间隙小，大局部浆料不能通过，被迫回到加料沟顶部中心，然后再次被向内转动的辊筒带下缝中，这样形沟顶部中心，然后再次被向内转动的辊筒带下缝中，这样形成在加料沟内不断翻滚的循环流动。成在加料沟内不断翻滚的循环流动。 这种循环流动产生相当强的混合与剪切，而更这种循环流动产生相当强的混合与剪切，而更强烈的剪切作用产生在加料缝隙间

24、，由于相邻两辊强烈的剪切作用产生在加料缝隙间，由于相邻两辊有一个速度差，浆料中的料团被冲撞破裂而分散，有一个速度差，浆料中的料团被冲撞破裂而分散，通过加料缝的浆料中的小局部会粘在后辊返回到加通过加料缝的浆料中的小局部会粘在后辊返回到加料沟，但大局部浆料粘贴于中辊与前辊的进料缝。料沟，但大局部浆料粘贴于中辊与前辊的进料缝。如此受到反复辊压剪切，使粒径细化，假设分散度如此受到反复辊压剪切，使粒径细化，假设分散度未达要求可再次研磨细化。未达要求可再次研磨细化。2.2.3 3 研磨设备研磨设备三辊研磨机的特点：三辊研磨机的特点：1、适合热敏性物料的粉碎、适合热敏性物料的粉碎 对辊的轴线相互平行，同时磨

25、辊的线速度较对辊的轴线相互平行，同时磨辊的线速度较 高，高，两辊间所形成的粉碎区很短，因而物料通过粉碎两辊间所形成的粉碎区很短，因而物料通过粉碎区的时间短，防止粉碎过程中物料温升过高。区的时间短，防止粉碎过程中物料温升过高。2、可控制物料粉碎的粒度、可控制物料粉碎的粒度 通过调整轧距来控制物料粒度，防止过度粉碎，通过调整轧距来控制物料粒度，防止过度粉碎，节省能源，保证粉碎质量。节省能源，保证粉碎质量。2.2.3 3 研磨设备研磨设备3、能够进行选择性粉碎、能够进行选择性粉碎 通过选择快慢辊速差、磨辊外表几何形状和参数、通过选择快慢辊速差、磨辊外表几何形状和参数、一次粉碎比，辊式磨粉机能够实现对

26、物料的选择一次粉碎比，辊式磨粉机能够实现对物料的选择性粉碎。性粉碎。4、粉碎过程稳定，便于控制、粉碎过程稳定，便于控制 对辊外表上每一点的几何参数和运动参数均相对辊外表上每一点的几何参数和运动参数均相同，整个粉碎区的工作条件一致，粉碎过程稳定，同，整个粉碎区的工作条件一致，粉碎过程稳定，便于控制并实现自动化生产。便于控制并实现自动化生产。2.2.3 3 研磨设备研磨设备n三辊机是典型的用剪切力作用来分散物料的三辊机是典型的用剪切力作用来分散物料的，可承受高粘，可承受高粘度的浆料，常用来分散不易分散的颜料。度的浆料，常用来分散不易分散的颜料。n用三辊机时，用三辊机时，溶剂应为低挥发性的溶剂应为低

27、挥发性的。n三辊机在运行中，辊间磨擦产生大量热量，研磨料受热会三辊机在运行中，辊间磨擦产生大量热量，研磨料受热会降低粘度，降低分散效果和效率，所以降低粘度，降低分散效果和效率，所以要不断通入冷却水要不断通入冷却水冷却辊筒，取走摩擦热，维持设备正常运行冷却辊筒，取走摩擦热，维持设备正常运行。n用于加工助剂、增塑剂和颜料搅拌后形成的浆状物料的研用于加工助剂、增塑剂和颜料搅拌后形成的浆状物料的研磨。磨。2.2.3 3 研磨设备研磨设备转速、辊筒温度、驱动功率、加料均匀性转速、辊筒温度、驱动功率、加料均匀性设备、工艺过程、操作技术、产品配方等设备、工艺过程、操作技术、产品配方等研磨效果研磨效果影响因素

28、影响因素：2.2.3 3 研磨设备研磨设备2.2.3 3 研磨设备研磨设备球磨机是物料被粉碎后，球磨机是物料被粉碎后，再进行粉碎的关键设备。再进行粉碎的关键设备。主要是由装有许多大小不主要是由装有许多大小不三、球磨机三、球磨机等的钢球、瓷球或钢化玻璃球的圆筒在转动时，等的钢球、瓷球或钢化玻璃球的圆筒在转动时，对物料进行撞击及滑动摩擦，使物料到达均匀磨对物料进行撞击及滑动摩擦，使物料到达均匀磨细的目的。细的目的。2.2.3 3 研磨设备研磨设备2.2.3 3 研磨设备研磨设备 球磨机筒体被传动装置带动回转时，研磨体由于球磨机筒体被传动装置带动回转时，研磨体由于惯性离心惯性离心力力的作用，贴附在磨机简体内壁的衬板面上与之一起回转，被的作用，贴附在磨机简体内壁的衬板面上与之一起回转，被带到一定高度后，借带到一定高度后，借重力重力作用自由落下，此时研磨体将简体内作用自由落下，此时研磨体将简体内物料击碎，同时研磨体在回转的磨机内有上升、下落的循环运物料击碎，同时研磨体在回转的磨机内有上升、下落的循环运动，产生滑动和滚动，致使研磨体、衬板和被磨物料之间发生动，产生滑动和滚动，致使研磨体、衬板和被磨物料之间发生研磨作用使物料磨细。研磨作用使物料磨细。球磨机的工作原理球磨机的工作原理2.2.3 3 研磨设备研磨设备 磨机在正常运转时，研磨体的磨机在正常运转时，研磨体