Конструкции быстроходных смесителей

Для осмоления древесных частиц наибольшее распространение в современных условиях получили быстроходные смесительные машины без фракционирования горизонтальные лопастные. Быстроходные смесители применяются на практике с 1967 года. Конструктивно выполняются они по схеме, приведенной на рис. 81. Смеситель включает цилиндрический корпус 1 с крышкой, рубашку 2 для охлаждения корпуса холодной водой, загрузочный 7 и разгрузочный 3 патрубки.

Рис. 81. Схема быстроходного смесителя

Внутри корпуса соосно ему расположен вал 4 с лопастями 5 и соплами 6. Вал смонтирован в подшипниковых опорах и соединен клиноременной передачей с электродвигателем. Вал выполнен полым. Его полость 8 соединена с соплами 6, и в нее подается связующее под давлением 0,05…0,1 МПа.

Внутренний диаметр корпуса смесителя равен 400…1000 мм, частота вращения лопастного вала 700…1600 мин^-1.

При работе смесителя древесные частицы дозированно загружаются через загрузочный патрубок в корпус. Вращающиеся лопасти отбрасывают древесные частицы к стенкам и формируют вокруг него вращающееся стружечное кольцо 9. Лопасти, установленные с поворотом в сторону разгрузочного патрубка, вращая, перемещают стружечное кольцо к выходу.

Частицы проходят в корпусе три зоны: загрузки, облива связующим и интенсивного перемешивания, выгрузки. В первой зоне формируется стружечное кольцо. Во второй зоне через сопла под действием центробежных сил распыляется связующее, капельки которого при дальнейшем перемешивании размазываются по поверхностям частиц. В третьей зоне готовая смесь выгружается через разгрузочный патрубок.

В описанном смесителе связующее подается к древесным частицам центробежным способом изнутри стружечного кольца. Так выполнен отечественный смеситель модели ДСМ-5. При такой схеме подачи связующего стружечное кольцо и сопла вращаются в одну сторону. Скорость атаки капелек связующего с древесными частицами достигает 5…10 м/с.

В 1971-1972 г.г. фирмы ФРГ “Шнитслер” и “Драйс” разработали способ ввода связующего из вне стружечного кольца (рис. 82). В этом случае необходимое количество сопел крепят на стенке корпуса в ряд по его длине.

Рис. 82. Схема ввода связующего извне стружечного

кольца

При вводе связующего извне стружечного кольца скорость атаки капелек связующего с древесными частицами увеличилась до 15…20 м/с. Качество стружечно-клеевой смеси стало лучше. В настоящее время по этой схеме выпускаются отечественные смесители моделей ДСМ-7 и ДСМ-8, выполненные на базе узлов смесителя ДСМ-5.

Корпус смесителя. В смесителях капельки распыленного связующего попадают на внутренние стенки корпуса и образуют на них сплошную пленку. Клеевая пленка со временем затвердевает, растет по толщине и превращается в корку, которая может разрушиться и попасть в стружечно-клеевую смесь. Для удаления клеевой корки смеситель останавливают на чистку.

Для борьбы с коркообразованием корпус быстроходного смесителя обязательно снабжают рубашкой, т.е. двойной стенкой, в которую под давлением 0,05…0,2 МПа нагнетается холодная вода с температурой на входе около 12°С.

Корпус смесителя представляет собой цилиндрический барабан с крышкой. Стенки корпуса выполнены из нержавеющей стали. Для уменьшения трения древесных частиц о стенки корпуса и предотвращения коркообразования внутренние поверхности корпуса покрывают слоем износостойкой пластмассы, к которой не прилипает связующее. Для этого используют полипропилен, полиэтилен, тетрафторэтилен.

По краям корпуса расположены загрузочный и разгрузочный патрубки с подпорной заслонкой.

Сопла. Сопло предназначено для подачи раствора связующего в корпус смесителя. Оно представляет собой трубу с внутренним диаметром 5…10 мм. Выходное отверстие сопла должно быть повернуто так, чтобы древесные частицы не забивали его и связующее не попадало бы на стенки корпуса. Сопло может быть с загнутым концом. Расстояние между выступающими концами сопел и внутренней поверхностью корпуса примерно равно 8 мм.

Лопасти смесителя. Лопасти смесителя предназначены для создания стружечного кольца, транспортирования его вдоль корпуса, регулирования окружной и осевой скоростей и толщины стружечного кольца, регулирования времени пребывания древесных частиц в корпусе и для выгрузки их из смесителя. Каждой зоне смесителя соответствует свой тип лопастей. Рабочий элемент лопасти, закрепленный на стержне, по форме может быть выполнен в виде плоской прямоугольной, серповидной, круглой или другой формы пластины.

Количество, шаг лопастей и их форма в каждой зоне выбираются по-разному с учетом их функций в данной зоне. Расстояние от наиболее выступающих точек лопастей до внутренней поверхности корпуса назначается примерно так: в зоне загрузки 5 мм, в зоне распыления связующего и перемешивания 8 мм и в зоне выгрузки 15 мм.

Для обеспечения продольного перемещения стружечного кольца рабочие поверхности лопастей должны быть повернуты по отношению к продольной оси вала под углом 0…45° в сторону разгрузочного патрубка. В зоне перемешивания для торможения продольного движения и увеличения толщины стружечного кольца некоторые лопасти поворачивают в обратную сторону.

Вал. Вал смесителя выполняется полым. На его наружной поверхности приварены платики для крепления лопастей и сопел. Полость вала может быть сквозной и предназначена для подачи через нее охлаждающей воды. В смесителях с центробежным способом распыления связующего в полости вала установлена перегородка. В этом случае через полость вала к соплам поступает связующее.

Вал установлен на шарикоподшипниковых опорах. После сборки лопастной вал должен быть статически сбалансирован.