смесители лопастные, роторные, валковые

 Наиболее распространенными видами оборудования для периодического ламинарного смешения  высоковязких, волокнистых и тяжёлых сухих сред являются валковые, лопастные и роторные смесители.

Валковые смесители.

Смешение на вальцах осуществляется в зазоре между параллельно расположенными вращающимися навстречу друг другу полыми валками. Для проведения гомогенизации, смешения и пластикации необходимо многократное пропускание массы через валковый зазор, что может осуществляться периодически или непрерывно, поэтому валковые машины не могут быть однозначно отнесены к периодическим или непрерывным смесителям. На вальцах периодического действия масса после загрузки одной или нескольких порций во многом из-за прилипания на валок неоднократно проходит зазор между валками. Дополнительное смешение происходит из-за неравенства окружных скоростей валков и подрезки материала на отдельных участках по длине валка; число пропусканий массы через зазор определяется опытным путем. На вальцах непрерывного действия масса подается с одного конца валков, проходит между ними в течение определенного времени (устанавливается для каждого вида материалов экспериментально), совершая при этом поступательное и вращательное движение вдоль образующей валка, и непрерывно срезается в виде узкой ленты.

В промышленности пластических масс вальцы применяются для смешения полимеров с красителями, пластификаторами, пигментами для окрашивания и наполнения готовых гранулированных и порошкообразных материалов, для смешения  и пластикации жестких композиций в изготовлении винипласта, а также производства фенольных пресс-порошков, перетира композиций при выпуске всевозможных паст.

В резиновой промышленности валковые машины используют для смешения каучуков с различными компонентами (смесительные вальцы), повышения пластичности и разогрева смесей перед их дальнейшей обработкой (смесительно-подогревательные вальцы), для обработки регенерата с целью получения однородной смеси (регенераторно-смесительные вальцы). Последняя разновидность вальцов отличается от смесительных и смесительно-подогревательных повышенной фрикцией 1 : 1,43 и наличием транспортера для возврата в зазор между валками просыпавшейся крошки.

Лопастные смесители.

Смешение в лопастных смесителях осуществляется при помощи двух горизонтально расположенных Z-образных лопастей, вращающихся навстречу друг другу с различными скоростями в закрытом корпусе. Смесители такого типа широко применяются для смешения компонентов пластических масс между собой и с жидкостями, для получения однородных паст, смешения порошкообразных материалов с красителями, получения клеев, нагревания или охлаждения масс при их интенсивном перемешивании. В зависимости от назначения смесителей форма их рабочих органов имеет различную конфигурацию, которая выбирается на основании практических данных. В частности, Z-образные лопасти являются универсальными и используются для перемешивания высококонсистентных полутвердых масс или смешения их с жидкостями, подобные лопасти с зубчатыми гребнями применяются для размельчения и смешения волокнистых материалов, двухкрылые лопасти рекомендуются для смешения небольших количеств материала, четырехкрылые — эффективны при перемешивании компонентов с целью их промывки, удаления из них газовых включений и осуществления процессов растворения полутвердых масс в жидкостях, многокрылые с Т-образными лопастями применяются для смешения и увлажнения сыпучих материалов.

Разнообразие смешиваемых материалов и операций, осуществляемых лопастными смесителями, обусловило большое число иx конструктивных разновидностей, что не позволяет рекомендовать единую методику определения технологических параметров, которые выбираются на основе опытных данных.

Роторные смесители.

Смесители, лопасти которых занимают приблизительно 60% объема закрытой камеры, называются роторными. Различают роторные смесители для пластмасс (пластосмесители) и резиновыx смесей (резиносмесители).

Механизм деформирования массы в роторных смесителях является весьма сложным из-за различия в кинематике движения материала на отдельных участках контакта с рабочими органами и изменения характера процесса на его различных стадиях. В начальный нестационарный период обработки возникает ряд аномалий, обусловленных реологическими, механохимическими и адгезионными явлениями, существенно осложняющими возможность нормального ведения процесса. Например, каучуки с когезионной прочностью ниже 10⁵ Па (СКД) плохо смешиваются с техническим углеродом и крошатся, а при смешении некоторых синтетических каучуков в определенных условиях возникает скольжение материала относительно стенок резиносмесителя и собственно процесс смешения на этом прекращается. Кроме того, в процессе смешения может происходить механодеструкция, сопровождающаяся уменьшением молекулярной массы, активация процессов взаимодействия в системе полимер — активный наполнитель, вызванная присутствием свободных радикалов, образующихся в результате механодеструкции, и т.д.

Различные роторные смесители отличаются объемом и размерами одновременно загружаемого материала, видом рабочей зоны роторов, скоростью их вращения, мощностью электродвигателя и рабочим давлением на материал в камере смешения. В зависимости от формы поперечного сечения роторов резиносмесители разделяют на три основные типа: с овальными, трехгранными и цилиндрическими роторами, среди которых наибольшее распространение получили резиносмесители с овальными роторами. Смесители с трехгранными роторами используются для приготовления небольших количеств резиновых смесей, особо чувствительных к повышению температуры. Роторы с цилиндрической поверхностью имеют винтовые выступы: один большой и два меньшего размера. В этих смесителях смешение и диспергирование протекают не в массе, заключенной между стенкой камеры и лопастью ротора, а главным образом в зазоре между роторами, в тонком слое смешиваемого материала, что в сочетании с большей на 50% площадью охлаждающей поверхности обеспечивает более низкую температуру смеси при ее изготовлении.