prom-kraska.ru

Статьи Проектирование краскосмесительного оборудования

Проектирование краскосмесительного оборудования

Технология окрашивания деталей пневматическим распылением, применяемая сейчас на большинстве предприятий СНГ, крайне неэкономична. При использовании данной технологии наблюдаются довольно высокие непроизводственные потери лакокрасочных материалов (ЛКМ) на туманообразование (15^35%) и насыщение красочным туманом окружающего воздуха [1].
Поэтому метод пневматического распыления повсеместно вытесняется более эффективными технологиями окраски, в частности методом окраски изделий в электрическом поле высокого напряжения. Окрашивание в электрическом поле высокого напряжения обеспечивает значительное сокращение расхода ЛКМ и высокую производительность. Для проектирования эффективной системы окраски двухкомпонентными ЛКМ (состоящими из лака и пигмента — алюминиевой пудры, смешиваемыми в момент применения ЛКМ) необходимо обеспечить хорошую гомогенизацию композиции и диспергирование вводимой алюминиевой пудры, что достигается применением краскомешалок различных конструкций.
При проектировании промышленных краскомешалок не проводится гидродинамических расчетов процесса перемешивания двух-компонентных ЛКМ, что приводит к неуправляемому протеканию процесса диспергирования вводимых твердофазных компонентов (алюминиевой пудры и др.) и, как следствие, непрогнозируемости некоторых
характеристик лакокрасочных покрытий (твердость, блеск, шероховатость и др.).
Целью данной работы являлось проектирование промышленной краскомешалки (полезный объем — 50 дм3) с учетом гидродинамических режимов получения ЛКМ.
При проектировании краскомешалки гидродинамический режим, создававшийся в лабораторном сосуде (используемом при создании новых ЛКМ в СКГУ) был сохранен при помощи применения основных положений теорий подобия [3]. С учетом найденного инварианта геометрического подобия (пл.) по формуле (1) были рассчитаны габаритные размеры краскомешалки (корпус с высотой 600 мм и диаметром 330 мм):
где h = 65 — высота, лабораторного сосуда, мм; D = 35 — диаметр, лабораторного сосуда, мм; h1 — высота, проектируемого корпуса, мм; D1 — диаметр, проектируемого корпуса, мм.
На основе опытных данных и ориентировочных характеристик условий работы (объем — 50 дм3, динамическая вязкость — 0,1024 Па»с и скорости перемешивания — 10 об./с) выбираем турбинную мешалку с четырьмя плоскими лопатками (аналогичную использовавшейся в лабораторном сосуде) с геоме-

Технология окрашивания деталей пневматическим распылением, применяемая сейчас на большинстве предприятий СНГ, крайне неэкономична. При использовании данной технологии наблюдаются довольно высокие непроизводственные потери лакокрасочных материалов (ЛКМ) на туманообразование (15^35%) и насыщение красочным туманом окружающего воздуха.

Поэтому метод пневматического распыления повсеместно вытесняется более эффективными технологиями окраски, в частности методом окраски изделий в электрическом поле высокого напряжения. Окрашивание в электрическом поле высокого напряжения обеспечивает значительное сокращение расхода ЛКМ и высокую производительность. Для проектирования эффективной системы окраски двухкомпонентными ЛКМ (состоящими из лака и пигмента — алюминиевой пудры, смешиваемыми в момент применения ЛКМ) необходимо обеспечить хорошую гомогенизацию композиции и диспергирование вводимой алюминиевой пудры, что достигается применением краскомешалок различных конструкций.
При проектировании промышленных краскомешалок не проводится гидродинамических расчетов процесса перемешивания двухкомпонентных ЛКМ, что приводит к неуправляемому протеканию процесса диспергирования вводимых твердофазных компонентов (алюминиевой пудры и др.) и, как следствие, непрогнозируемости некоторых характеристик лакокрасочных покрытий (твердость, блеск, шероховатость и др.).
Целью данной работы являлось проектирование промышленной краскомешалки (полезный объем — 50 дм3) с учетом гидродинамических режимов получения ЛКМ.
При проектировании краскомешалки гидродинамический режим, создававшийся в лабораторном сосуде (используемом при создании новых ЛКМ в СКГУ) был сохранен при помощи применения основных положений теорий подобия. С учетом найденного инварианта геометрического подобия (пл.) по формуле (1) были рассчитаны габаритные размеры краскомешалки (корпус с высотой 600 мм и диаметром 330 мм):

PO_06_2010__site-37

где h = 65 — высота, лабораторного сосуда, мм; D = 35 — диаметр, лабораторного сосуда, мм; h1 — высота, проектируемого корпуса, мм; D1 — диаметр, проектируемого корпуса, мм.
На основе опытных данных и ориентировочных характеристик условий работы (объем — 50 дм3, динамическая вязкость — 0,1024 Па»с и скорости перемешивания — 10 об./с) выбираем турбинную мешалку с четырьмя плоскими лопатками (аналогичную использовавшейся в лабораторном сосуде) с геометрическими параметрами: а = 28 мм, в = 22 мм, 0d0 = 75 мм и d = 110 мм, представленную на рис. 1.

PO_06_2010__site-38

Рис. 1. Проектируемая турбинная мешалка (эскиз)

Для предотвращения образования воронки в аппарате, с целью возникновения вихрей и увеличения турбулентности системы в корпусе устанавливаем четыре перегородки (аналогично сосуду-прототипу).

Общая компоновка краскомешалки представлена на рис. 2.

PO_06_2010__site-40

Рис. 2. Краскомешалка (общий вид)

PO_06_2010__site-39

Рис. 3. Эпюры крутящих и изгибающих моментов вала краскосмесителя

С учетом диаметра мешалки, динамической и кинетической вязкости применяемого ЛКМ, угловой скорости мешалки и др. параметров найден критерий Рейнольдса (Re) (Re = 1070), который определяет характер движения жидкости при данных его значениях (1070). Течение ЛКМ в смесителе будет проходить в переходной области (т.е. уже не ламинарное, но еще не турбулентное). Для правильного и точного расчета узлов краскосмесителя (подшипники, вал и др.) с учетом найденных критериев Эйлера (EU), Рейнольдса (Re) и Фруда (Fr) рассчитана мощность, расходуемая на перемешивание ЛКМ (0,763 кВт).

На основе анализа изгибающих и крутящих моментов (нагрузок) и необходимой частоты вращения вала был выбран привод — трехфазный асинхронный короткозамкнутый двигатель серии 4А90Ы38У3 (n = 750 об./мин, Nдв.=1,1 кВт) во взрывобезопас-ном исполнении. Расчет диаметра вала проводили на основе третьей теории прочности (рис. 3), в качестве материала принята сталь 45 (ГОСТ 1050-88), диаметр — 17,5 мм.

Из конструктивных соображений в качестве уплотнений вала выбираем простые сальниковые войлочные кольца, изготовленные из полугрубошерстного войлока по ГОСТ 6308-71. Эти сальники предназначены для уплотнения валов, работающих при окружной скорости не более 2 м/с (в проектируемом смесителе окружная скорость составляет 0,6 м/с). С учетом приведенной нагрузки, ресурса работы (5000 ч) и из конструктивных соображений выбираем радиально-упорный подшипник № 46204.

Проектирование промышленного краскосмесительного оборудования с учетом гидродинамических режимов получения двухкомпонентных ЛКМ позволяет получать лакокрасочные покрытия с прогнозируемыми структурно-механическими, защитными и декоративными характеристиками. 

Обновлено 19.11.2015 10:04  

Корзина




Ваша корзина пуста.

   

Категории товаров

Выбор валюты


Euro / Russian Ruble / US Dollar /