将混合机增加到现有研磨机室
增加现有研磨机室混合能力的可能原因多种多样,每种原因附有确定选择合适的混合机和规划安装的标准的要求。我们强烈建议,迎接增加现有混合安装生产能力这一挑战的第一步是制定明确的目标陈述以及总结潜在假设条件以及任何已知限制因不比的清单,从而开始本文。提高混合能力同样如此。提高混合机能力的一些原因可能包括:
● 简化体积:设施将继续以其现在采用的方式开展其现在开展的工作,现有能力不再足以支持预测的需求。
● 同时提高灵活性和能力:将专业化新型或现有混合生产线,以适用于更高体积要求,同时将量身定制其它混合生产线,以尽可能有效处理小体积和短期运行化合物。
● 新混合机将为专用二次加工生产线:其中一条现有混合机将成为专用的一次加工生产线。
● 新混合机将处理彩色和白色:黑色将被限制于一条或多条现有生产线。
● 专用于二次加工的新混合机必须能够通过一条或多条现有混合生产线处理现在加工的各种东西,以在任何一条生产线停机维护时工厂能够保持生产。
当提高能力的原因和判断成形时,一些安装方面开始依次出现。在第一个示例中,提高目前设施执行的能力,跨越设计意图将是使新混合机以现有混合机的相同方式工作。一台混合机的工艺参数应与另一台相同:相同转子、相同转速、相同功能。可以容忍甚至寻求称重、进料和材料处理区域以及后混合机设备的适当更改,只要这些更改不会影响工艺本身。
在第二个示例中,混合机的类型或尺寸可能与现有混合机不同,经过量身定制适用于特定市场机会或特定产品,这些相同考虑因素适用于增加新混合机处理颜色;如果混合机将是专用二次加工混合机,则可以量身定制以适用于该目的。
混合机
橡胶化合操作中采用三种基本类型的混合机:
● 切线转子混合机(Banbury混合机,根据其开发者的姓名Fernley Banbury命名,由HF混合集团及其以前公司的Farrel分部制造,是此类混合机的标准继承者。近年混合机制造商开展了大量巩固。以前的Werner & Pfleiderer[最近的Harburg-Freudenberger]、Farrel以及以前的Farrel被许可商Pomini的系列橡胶机器都是现在称为HF混合集团的一部分。Farrel以前收购了Skinner Engine和Francis Shaw。最近,Farrel的以前另一被许可商Kobe Steel已经收购了Stewart-Boiling}。
● 相互啮合混合机(Francis-Shaw也许是相互啮合式密集内部混合机的最著名制造商)。
● 顶部装满型捏和机式倾斜卸料混合机(日本Moriyama、Kneader Machinery和TMP,现为French Oil Mill Machinery的一个事业部,是此类混合机的代表制造商)。
不同类型混合机的能力大幅重叠,每一类型合理声明特别适合于广泛橡胶和聚合物化合应用的某些应用。传统的广泛分类将切线转子底部卸料机分类为加工时间和快速将能源导入化合物的能力是极为重要的考虑的应用;已经发现相互啮合底部卸料混合机在主要考虑更慢温度上升结合全面分散和分布混合要求应用中具有优势;捏和机式混合机传统用于更软的粘性或成团配方。这些分类不硬且快速,应当仅用作对潜在应用分类的概念性起点。
捏和机式混合机的一种常常受到吹捧的优点是顶部空间。底部卸料混合机要求具有更多顶部空间,通常安装到中层或者至少升高的底座类型基础上,以在混合机下面提供空间用于下一台设备,或者,对于底座基础,用于某种类型的传送器以升高批次并将其传输到下一台加工设备。倾斜卸料机可以安装在工厂地板上或者微微高于工厂地板,布置上能够将料卸到传输传送器上。一般来说,顶部装满型捏和机式混合机强度比底部卸料切线和相互啮合混合机低,要求采用大为不同的途径机械支持加料以及需要更长的时间卸料。nextpage
自第一台此类混合机建造以来,混合机制造商已经对混合机设计作出持续的改进和升级。(有关橡胶工业密集内部批次混合机历史和发展的详细概述,请读者参阅James Lindsay White所著的《橡胶加工:技术、材料、原理》的第6章,该书由Hanser Verlag于1995年出版)。当然,并非所有尝试的理念均有可持续优点,但是,真正重要的是在一个世纪进化和发展之后,现代的密集内部混合机已经在这些极早混合机的专利申请图中得到公认。前一部分关于提高现有混合机安装生产能力的讨论覆盖了一些改进和选择:转子设计和转子定时;气动与液压压头;压头/重量配置;以及转子和混合机侧热传输效率的提高。当原动力为电动马达时,现在混合机传动系统最频繁地采用全封闭齿轮;固态技术允许通过直流或者交流VFD驱动器变速;在空间非常珍贵时,直接液压驱动器可行并使用。混合机结构已经发展,采用了可更新磨损板;混合室端板带有用于热敏感材料的热传输通道;转子灰尘密封技术提供的解决方案变化适用于不同的操作环境。混合机侧配备用于特殊应用的特殊合金和表面处理。
合适功能的选择依赖于开始项目时的目标陈述。用户应查阅制造商的文献和声明,记住一些对工艺有意义的声明;其它声明虽然不准确,但是可能主要用于产品区分。应评估关于提议应用的每种功能。如果额外混合机为新机器,则应利用制造商演示设施的全部优点评估和优化各种选择。如果应用对于工厂是新的,则也可以采用这种方式确立基本操作参数以及确定需要的电力。
如果“新”混合机是一台用过、改造或重新加工的机器,则选择更有限;例如,改造商能够供应最新的转子配置并不常见。改造商以及旧机器交易商并没有维持试验设施或者演示设施;通常不能测试各种功能的优点。在此类情况下,必须依赖出版的报告、制造商的文献以及与相似应用的比较,同时根据最初目标陈述继续试验每条信息。
安装考虑因素
在开展建立新混合机的规格和确定来源的工作时,至少具有同等重要的工作是开展规划安装新混合生产线的任务。新生产线的规划必须考虑生产线的各个方面,从收到原材料到交付成品化合物到中间在制品储存或运输,应包括所有支持活动和职能,包括电力、工艺冷却资源、灰尘收集和马达通风、照明、通讯、安全和紧急响应、溢出控制、易变排放物质控制以及捕获和处理工艺产生的烟雾或副产物。
当混合生产线将安装在现有建筑物内,或者直接邻近现有混合生产线安装时,物理空间、现有材料流动方式和处理材料的方法以及目前技术都将限制新生产线的设计。如果新生产线将为增加,要安装到新建筑物内,则具有较高的自由度设计安装,以达到效率、满足未来生产要求和进步的灵活性,且便于未来提高能力。
一些考虑因素包括:
● 材料从接收到中间储存、从储存到材料准备/进料/称重到混合机、从混合机通过冷却系统到中间储存或者运输的逻辑流是什么?
● 各种原材料如何处理、运输、称重并载入混合机?处理充分数量的碳黑或非碳黑填料和结构改性剂以判断散装或中等散装处理系统吗?
● 称量少量添加剂专用于该条生产线或者与其它生产线组合吗?此类重量如何从称重区域移动到混合机?
● 液体添加剂将称重、计量、喷射或倾倒吗?新生产线得到现有液体添加剂储存和处理系统支持吗?或者这些系统将专用于新生产线吗?
● 如何将混合机物理安装到其基础或者中层?例如采用叉车、固定起重机或轻便起重机。要求提供特殊开孔以便起重机接近混合机吗?
● 针对最终更换混合机主体或者拆卸和大修主马达制定了哪些规定?
● 材料如何从混合机移动到其后的研磨机或挤压机?这些设备应位于什么地方以方便材料流动和设备维护?
● 如果混合工艺会有反应,则将如何处理反应产物?
● 如果混合工艺将要求采用两个加工阶段,则第一个加工阶段将如何返回到混合机?多个批次将被分开并组合为第二加工阶段混合操作的一部分吗?如何完成?
该清单旨在说明在将新混合生产线增加到现有工厂时需要采取的规划。当新生产线将位于现有生产线旁边时,务必小心维持材料流的通畅路径,以避免形成定期预防维护的重大障碍,确保主体更换等重大维护不要求广泛拆开支撑设备,不会干涉(至少最大程度)邻近生产线的继续操作。
仔细研究平面和升高,以确保设备的提议方向不会干涉或者几乎不会干涉关键设备的预期安装和操作特别重要。最近项目示例:需要将机器尺寸相同、材料流动相同、基础类型和高度相同的一台新型11D混合机安装在现有工厂内。唯一的主要变化是旋转混合机1800,以使齿轮传动装置和马达临近现有混合机的齿轮传动装置和马达。升高研究还未完成,从平面图观看情况良好。混合机到新混合机下面的研磨机传送器未清除台板,因此不能旋转混合机。这样造成几个星期情况恶化,最终报废传送器以及翻斗提升机的安装。
当开展的规划不充分时,即使经验丰富的人员开展作业,每个项目都会出现相似问题。
结论
提高混合能力的决策必须基于目前工厂所在位置以及从成本效率和市场观点来看预期需要实现哪种提高能力的明确理念。可以通过提高现有设备的利用率或者增加额外的混合生产线提高混合能力。不管采取的选择如何,需要仔细收集和分析数据,以提供计划行动的依据,并用作基准,以根据其评估这些行动的有效性。
规划应针对材料流动、工艺和维护考虑,并要求仔细开展三维工作,以确保每个方面符合预期。