Лако-красочные материалы — производство

11.6.1. Машины для фасовки красок. Фасовка осуществляется по объему и весу. В первом случае объем краски должен соответство­вать определенному весу. Для красок, обладающих сравнительно большой вязкостью, применяются машины объемной дозировки поршневого типа.

Хорошо отрегулированные и часто контролируемые объемные фасовочные машины обеспечивают точность фасовки ±0,2-0,5% от номинального веса.

Фасовочная машина для мелкой тары (0,25-8 л) представляет со­бой цилиндр (рис. 55), в котором перемещается поршень, засасываю­щий краску из загрузочной воронки и выгружающий ее в тару. Ход поршня регулируется. Вместо клапанов для вязких красок использу­ют трехходовой кран.

Для объемной фасовки в бидоны применяют машину, в которой оба хода поршня являются рабочими.

Для весовой фасовки в крупную тару (бидоны) используют весы с отсекающими устройствами, перекрывающими подачу краски в тару по достижении заданного веса, в который включен средний вес тары. Вследствие больших допусков на толщину листового материала, из которого изготавливается тара, такой способ фасовки дает большую ошибку, чем объемный.

Фасовка лакокрасочной продукции в мелкую тару — трудоемкая операция. Созданы автоматические линии для фасовки в банки, на­клейки этикеток и укладывания банок в ящики.

11.6.2. Пневмотранспорт в разреженной и плотной фазах. Пнев­мотранспорт в разреженной фазе делят на низконапорный — вентиля­торный; средненапорный — всасывающий или нагнетательный; высо­конапорный — нагнетательный. При любом виде пневмотранспорта в разреженной системе скорость потока воздуха со взвешенным в нем материалом обычно лежит в пределах 20-30 м/с.

Наиболее простой является схема низконапорного транспор-та, работающая с замкнутым циклом потока воздуха (рис. 56, а). По­ток воздуха, подаваемый вентилятором высокого давления (700- 1000 мм вод. ст.), поступает в заборное устройство эжекционного типа, взвесь материала в воздухе по трубопроводу направляется в циклон, где осаждается -95-98% материала. Воздух, содержащий небольшое количество пыли материала, из циклона возвращается в вентилятор.

Достоинства низконапорного транспорта — исключение необхо­димости в рукавном фильтре, неизбежном при других видах пнев­мотранспорта, простота воздуходувной машины. Для того чтобы пе­репад давления в системе не превышал развиваемый вентилятором, ограничиваются концентрациями материала 0,5-2 кг на 1 кг воздуха, протяженностью нагнетательного трубопровода 20-30 м и высотой подъема материала 10-15 м. Низконапорный транспорт успешно применяется для пневмотранспорта порошкообразных и кусковых материалов крупностью до 10-15 мм — пигментов (двуокиси титана, красного железоокисного пигмента), а также железного купороса и моногидрата сульфата железа.

Вследствие низкой концентрации материала производительность системы обычно составляет несколько тонн в час, так как в ином слу­чае трубопровод получается большого диаметра.

При средненапорном транспорте в качестве воздуходувных ма­шин применяются ротационные вакуум-насосы, создающие перепад давления 0,05 МПа, и ротационные воздуходувки с перепадом давле­ния до 0,13 МПа.

При этих перепадах давления концентрация материала составляет 5- 40 кг на 1 кг воздуха и длина транспортного трубопровода достигает 100 м.

На рис. 56, б приведена схема средненапорного всасывающего пневмотранспорта. Материал непрерывно подается питателем в транспортный трубопровод, и взвесь материала в потоке всасываемо­го воздуха транспортируется по трубопроводу. Основная масса мате­риала улавливается в циклоне. Полное обеспыливание воздуха перед. его поступлением в вакуум-насос осуществляется с помощью рукав­ного фильтра. Эта схема часто используется в производствах пленко­образующих веществ для пневмотранспорта органических веществ в потоке рециркулирующего инертного газа.

Схема средненапорного нагнетательного пневмотранспорта пока­зана на рис. 56, в и отличается от схемы, приведенной на рис. 56, б, тем, что воздух не засасывается, а нагнетается в транспортный трубо­провод, а также тем, что корпус рукавного фильтра работает под не­большим давлением.

Высоконапорный пневмотранспорт осуществляется сжатым до нескольких десятых долей мегапаскаля (нескольких атмосфер) с по­мощью компрессора воздухом, что позволяет повысить кон — . центрацию материала до нескольких сот килограммов на 1 кг воздуха и длину транспортного трубопровода довести до сотен метров.

Схема высоконапорного транспорта аналогична схеме среднена — порного, только дополнительно устанавливаются ресивер и водомас — лоотделитель.

Под пневмотранспортом в плотной фазе понимается транспорти­рование материала в псевдоожиженном состоянии. Он осуществляет­ся с помощью пневматических камерных подъемников периодическо­го и непрерывного действия, пневматических насосов непрерывного действия, а так называемый гравитационный — с помощью пневмати­ческих наклонных транспортных желобов, через пористое днище ко­торых продувается воздух давлением (избыточным) 3-5 кПа.

В пигментных производствах наиболее часто применяют камер­ные пневматические подъемники. На рис. 57 показан камерный пнев­матический подъемник периодического действия.

±-Д

Рис. 57. Подъемник периодического действия. 1 — загрузочная камера; 2 — транспортный трубопровод с коническим заборным пат­рубком; 3 — воздушная камера; 4 — пористая перегородка; 5 — загрузочное устройство; 6 — клапан; 7 — приемник материала

В загрузочную камеру подают материал, с помощью клапана отсо­единяют ее от загрузочного устройства, продувают через пористое дни­ще сжатый воздух, и псевдоожиженный материал вместе с потоком воз­духа транспортируется по трубе в приемное устройство, в котором объе­
динены циклон, бункер и рукавный фильтр. Снабжая камерный подъем­ник питателем, подающим материал под давлением, его превращают в подъемник непрерывного действия. С помощью камерного пневмоподь — емника материал можно поднимать на высоту до 25 м и транспортиро­вать его по горизонтали на протяжении -15-20 м. Скорость потока псев — доожиженного материала в трубопроводе может составлять 1-10 м/с.

При всех видах пневмотранспорта необходимо учитывать сле­дующее:

1) не любой материал поддается пневмотранспорту;

2) на возможность транспортирования данного материала влияет вид пневмотранспорта;

3) небольшое повышение влажности материала может сделать его нетранспортабельным;

4) для надежности работы пневмотранспорта нельзя завышать на­грузку на рукавные фильтры.

11.6.3. Механические приспособления для непрерывного транспорта. Для перемещения жидкостей (суспензий) применяют центробежные насосы. Конструкционный материал насоса должен быть стойким к воздействию перекачиваемой жидкости. Протечка через сальник полностью устраняется в погружных центробежных насосах (рис. 58), используемых в производствах двуокиси титана и пленкообразующих веществ.

Рис. 58. Погружной центробежный насос: I — рабочее колесо; 2 — всасывающий патрубок; 3 — корпус; 4 — подшипник; 5 — верти­кальный вал; б — напорные трубы; 7 — электродвигатель

Для перемещения сыпучих материалов применяют механические транспортные устройства, а для порошкообразных — и пневмотранспорт.

Механические транспортные устройства для вертикального пере­мещения материала — элеваторы (рис. 59, а), для горизонтального или под небольшим углом наклона к горизонту — винтовые (рис. 59, б) и ленточные (рис. 59, в) транспортеры — трудно поддаются герметиза­ции и конструкционно сложны.

Более эффективен конвейер с погружными скребками (рис. 59, г). Он может перемещать сыпучие материалы по горизонтали и под лю­бым углом наклона к горизонту. В нем в герметичной прямоугольной или круглой трубе непрерывно движется закольцованная транспорт­ная цепь с закрепленными на ней скребками. Основным достоинством этого транспортера, собираемого из нормализованных узлов, является отсутствие пыления и исключение потерь продукта. Такого типа транспортер применяется для перемещения ильменитового концен­трата, пигментов.

11.6.4. Рукавные фильтры. В технологических процессах возни­кает необходимость улавливания пыли пигментов из газов при полу­чении пигментов окислением паров металла (цинковые белила) или капель металла (свинцовый глет) кислородом воздуха, в сушильных и размольных установках, при пневмотранспорте и в других случаях. При улавливании пигментов из газов необходимо получить их в су­хом виде и для выполнения санитарных норм обеспечить весьма низ­
кое содержание пыли в обеспыленных газах — 1-20 мг/м" что соот­ветствует степени пылеулавливания 99,9% и выше.

Из сухих пылеуловителей, имеющих высокую степень пылеулав­ливания, в пигментных производствах применяют механизированные рукавные фильтры. По способу регенерации фильтрующей способно­сти ткани эти фильтры подразделяют на следующие типы: с механи­ческим встряхиванием рукавов в сочетании с обратной продувкой ткани; с импульсной продувкой ткани; со струйной продувкой ткани; с регенерацией ткани механическим воздействием.

Фильтры первого из указанных типов характеризуются ускорен­ным износом рукавов, не обеспечивают высокой степени пылеулав­ливания некоторых пигментов и обладают конструктивными недос­татками.

<Более совершенными являются рукавные фильтры с импульсной продувкой (рис. 60). Рукава в них натянуты на проволочные каркасы, и запыленный газ проходит снаружи рукава внутрь. Фильтрование протекает непрерывно, регенерация — периодически.

Для регенерации ткани через автоматически регулируемые про­межутки времени (5-200 с) с помощью электромагнитных клапанов в течение 0,1-0,5 с подается сжатый воздух давлением 0,5-0,7 МПа.

Рукавные фильтры с импульсной продувкой по сравнению с ру­кавными фильтрами с механическим встряхиванием и обратной про­дувкой ткани имеют следующие преимущества: они более просты по конструкции и надежнее в эксплуатации; концентрация пыли в обес­пыленных газах уменьшается в два раза (с 20-40 до 10-20 мг/м3); рез­ко снижается расход воздуха на обратную продувку; уменьшается износ рукавов.

Рукавные фильтры с импульсной продувкой, снабженные рукава­ми диаметром 130 мм, могут иметь поверхность от 15 до 1100 м2.

Содержание в обеспыленных газах 10-40 мг/м3 пыли не обеспе­чивает выполнения санитарных норм, установленных для токсичных веществ (например, соединений свинца), даже при выбросе обеспы­ленных газов в атмосферу через трубу большой высоты. Установка за рукавным фильтром с импульсной продувкой или с механическим встряхиванием и обратной продувкой рукавов наиболее эффективно­го мокрого пылеуловителя типа Вентури позволяет снизить содержа­ние пыли до 1-5 мг/м3, но это связано с большими расходами воды и со сложной системой улавливания из нее продукта.

Фильтры с поэлементной струйной продувкой рукавов из плотной ткани (сукна, фетра, двухслойного лавсана) позволяют обеспылить газы до 2-4 мг/м3. Фильтрование запыленного газа в таком аппарате (рис. 61) протекает непрерывно.

Рукава диаметром 200-300 мм охвачены продувочными кольце­выми трубами со щелями шириной ~2 мм, в которые подается сжатый воздух, сдувающий с ткани пыль и продувающий ее поры. Кольцевые трубы закреплены на каретке, скользящей вверх и вниз вдоль рука­вов. Перемещение каретки происходит автоматически, когда сопро­тивление фильтровальной перегородки достигает -2-2,5 кПа. Запы­ленность газов, поступающих на этот фильтр, составляет 200-500 мг/м3. Повышение концентрации пыли снижает скорость фильтрования, увеличивает частоту движения продувочного кольца и тем самым ускоряет износ ткани. Рукавные фильтры с поэлементной струйной продувкой рукавов устанавливают после пылеулавливаю­щих устройств, не обеспечивающих очистки газов до содержания в них 2-5 мг/м3 пыли. В отличие от мокрых пылеуловителей типа Вен­тури уловленная пыль получается в сухом виде, исключается расход воды и отпадает необходимость в устройствах, связанных с извлече­нием пыли из воды. Эти фильтры имеют поверхность фильтрования от 4 до 1600 м2.

Рис. 61. Рукавный фильтр с поэлементной струйной продувкой рукавов: 1 — кожух; 2 — рукава; 3 — каретка; 4 — продувочные кольца; 5 — привод каретки; 6 — автоматический соленоидный клапан; 7 — патрубок для ввода запыленного газа; 8 — патрубок для вывода очищенного газа

Скорость фильтрования в рукавных фильтрах (в м/мин) измеряет­ся скоростью прохождения газа через ткань (при данной температуре газа). При фильтровании запыленных технологических газов на фильтрах с импульсной продувкой и фильтрах со встряхиванием и обратной продувкой рукавов она составляет 0,5-1 м/мин (для стекло­ткани 0,3-0,5 м/мин), а на фильтрах со струйной продувкой — 3-5 м/мин. Более высокие скорости не только повышают гидравличе­ское сопротивление фильтровальной перегородки, но и снижают сте­пень улавливания пыли и увеличивают износ рукавов. Повышенная концентрация пыли в газах также ухудшает работу фильтров, и при концентрации пыли 10-20 г/м3 перед рукавными фильтрами устанав­ливают циклон.

В рукавных фильтрах материал рукавов подбирается в зависимо­сти от температуры и агрессивности запыленных газов, размеров и формы частиц пыли. Натуральные волокна (шерсть и хлопок) приме­няются до температур 80-90°С, синтетические (лавсан, нитрон) — до 130-140°С, специально обработанные стеклоткани и ткани из фторо­пласта — до 250-300°С. Вследствие низкой эластичности рукавов из

Стеклоткани применение их в фильтрах с механическим встряхивани­ем и в фильтрах с импульсной продувкой недопустимо (происходит быстрое истирание о проволочный каркас). Для стеклоткани приме­няют специальные конструкции фильтров и акустическую разгрузку пыли с рукавов. Во избежание «замазывания» тканей при конденса­ции на них влаги температура газов в фильтре должна быть на 10-20°С выше, чем точка росы для запыленного газа. Срок службы тканей — от полугода до двух лет.