25. Клеепромазочные машины: конструкция и принцип действия, техника безопасности.

При каландровании на ткани образуются относительно толстые резино­вые пленки (120—130 г/м2). Тонкие сплошные резиновые пленки при промазы­вании ткани на каландре получить не удается. Для нанесения тонких слоев резиновой смеси на ткань применяются клеепромазочные машины (шпрединг-машины). Резиновая смесь наносится в виде раствора в бензине (клея). На шпрединг-машине можно накладывать очень тонкие слои резины — до 10 г/м2.

Ткань покрывают резиновым клеем с одной или с двух сторон; затем ее пропускают через машину несколько раз в зависимости от требуемой толщины пленки. Число проходов ткани через машину, а следовательно, и число накла­дываемых слоев (штрихов) резины определяется назначением прорезиненной ткани и колеблется в пределах от 1 до 20 и более.

Принцип работы промазочных машин для прорезинивания тканей:

а, б, в, г — различные типы машин; 1 — обрезиненный вал; 2 — лезвие; 3 — ракля; 4 — нижний валик; 5 — верхний валик; б — ванна; 7 — забирающий валик; 8 — передающий валик; 9 — погружные на­правляющие валики; 10 — наружный направляющий валик; 11 — отжимные валики

Для промазывания тканей резиновым клеем применяется четыре типа машин. На ма­шинах первого типа ткань пропускается в зазор между обрезиненным валом 1 ( а) и лезвием 2 ракли 3 (концом ножа). Схемы машин других типов показаны на рис. б, в и г. Наибольшее распространение получила машина первого типа.

Машина, работающая по схеме, показанной на рис. б, применяется для пропитки тканей латексом на многих зарубежных заводах; на отечествен­ных заводах такие машины не применяются. Машина, схема которой приве­дена на рис. в, используется для наложения на ткань очень тонких слоев резинового клея. Машина четвертого типа (рис. г) применяется для про­питки корда и тканей латексом. Мы ограничимся описанием только машин первого типа.

В зависимости от способа сушки слоя клея, наложенного на ткань, раз­личают горизонтальные машины (сушка производится на горизонтальной горя­чей плите или инфракрасными нагревательными элементами) и барабанные машины (сушка происходит на горячем барабане). Горизонтальные промазочные машины, в свою очередь, подразделяются на стандартные, специальные (с двумя головками, удлиненными плитами и т. п.) и прецизионные

СТАНДАРТНЫЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ КЛЕЕПРОМАЗОЧНЫЕ МАШИНЫ Принципиальная схема горизонтальной клеепромазочной машины при­ведена на рис. Направление движения ткани на схеме показано стрелками. Ткань проходит через зазор между обрезиненным валом 5 и лезвием 6 ракли, которое снимает избыток клея. Бензин испаряется при движении ткани над паровыми плитами 7 и под ними. Пары бензина собираются под капсулой 9, откуда они отсасываются и направляются на рекуперацию. Этой схеме соот­ветствует выпускаемая в СССР горизонтальная клеепромазочная машина стандартного типа ИВО-3220 (рис. 7.3). Основными узлами машины являются станина 2, раскаточное 6 и закаточное 5' устройства, передний (рабочий) вал 5, намазочный нож 7, механизм настройки 9 ножа, задний направляющий вал 14, нижние 1 и верхние 4 поддерживающие ролики, ширительные дуги 10 и 13 (соответственно к закатывающему устройству и заднему направляющему валу), привод машины 3.

Машина работает следующим образом. Рулон с прорезиниваемой тканью устанавливают на раскаточное устройство 6. К концам ткани пришивают или приклеивают концы из прокладочной ткани. Длина концов должна обеспечить

Принципиальная схема горизонтальной клеепромазочной машины:

1 — станина; 2 — рулон прокладки; 3 — рулон промазанной ткани; 4 — раскатываемый рулон ткани; 5 — обрезиненный вал; 6 — лезвие ракли; 7 — паровые плиты; 8 — задний приводной вал; 9 — капсула 10 — ткань.

заправку всей машины — от раскаткп до закатки. Когда машина заправлена, над прорезиниваемой тканью устанавливают намазочный нож 7. Зазор между тканью и ножом регулируют винтовым механизмом настройки 9. Затем на ткань накладывают клей и машину пускают в ход. Для того чтобы клей не стекал с ткани, применяются ограничительные стрелки 8, устанавливаемые по краям ткани. Проходя над паровыми плитами 11, ткань нагревается, и бен­зин испаряется, а на ткани остается тонкая резиновая пленка. Высушенная ткань по верхним 4 и нижним 1 поддерживающим роликам направляется к за­каточному устройству 5', расположенному в передней части машины. Если ткань прорезинивается с одной стороны, ее закатывают в рулон без прокладки. Максимальный диаметр рулона 500 мм.

26. Оборудование для сварки пластмасс. Основные сведения. Установки для сварки трением. Аппараты и установки для сварки нагретым инструментом.

Станки для сварки трением

Тепло трения используется при сварке по торцам пластмассо­вых деталей, имеющих форму тел вращения. Для этого могут быть применены любые одношпиндельные станки с вращательным движением планшайбы рис.

Деталь 1 закрепляется в ку­лачках планшайбы 1 и приводит­ся во вращение с числом оборо­тов от 500 до 1000; деталь // под­жимается своим торцом к детали 1 с помощью заднего центра 2 и удерживается от вращения паль­цем 3, закрепленным в держателе 4 и входящим в отверстие хому­та 5 рис.. При трении торцы обеих деталей быстро разогреваются и размягчаются, после чего держатель 4 отодвигается и палец 3 выходит из отверстия в хомуте 5. С этого момента обе детали вращаются совместно в под­жатом состоянии, свариваются и охлаждаются (рис. б)

Сварка теплом трения.

а —Начало сварки; б —конец сварки: / — вращающаяся деталь; // — неподвиж­ная деталь;

1— планшайба; 2 —задний центр; 5—па­лец; 4 — держатель; 5 —хомут.

Аппаратура для сварки контактным нагреванием

Нагревание слоев пластика, прилегающих к поверхности соеди­нения свариваемых деталей, производится в простейшем случае с помощью нагревателей, подобных электропаяльникам.

Плоский металлический клин электропаяльника 'вводится ме­жду наложенными друг на друга свариваемыми деталями

2 (рис. а), прогревает и размягчает прилегающие слои пластика (рис.б) и быстро выводится из соединения (рис. в), оставляемого под некоторой нагрузкой (30 — 100 н/см2). Для выполнения этой операции используют электро­паяльники мощностью 100 — 400 вт со сменными медными клиньями, нагре­ваемыми от 470 (полихлорвинил, поли­этилен) до 720° К (полиметилметакрилат).

Специальные сварочные машины применяемые преимущественно для сварки пленки и листо­вых пластиков толщиной от 0,1 до 2 мм, работают по тому же принципу сварки с помощью электропаяльника. Соединяемые листы прогреваются смонтированным на хоботе машины электропаяльником, оснащен­ным поворотным паяльным клином. Материал подается привод­ными роликами, размещенными непосредственно позади нагрева­теля (по ходу пленки) и одновременно осуществляющими сдавли­вание прогретого пояска.

Устанавливаемые впереди нагревателя сменные направляющие детали обеспечивают возможность выполнения сварочных швов различной формы.

. Контактная сварка электропаяльником.

а - Начало прогревания; б — размягчение стыкуемых поверхностей; в — конец сварки:

1 — спираль паяльника; 2 —свариваемые детали; 3 —металлический клин паяльника; 4 —размягченные слои свариваемых деталей 2; 5 —сваренная монолитная деталь.

27. Теплообменные аппараты: теплообменники. Классификация, устройство, принцип действия.Теплообменником называют такой аппарат, в котором осуще­ствляется передача тепла от первичного теплоносителя к вторич­ному. Теплоносителями могут быть газообразные, парообразные, жид. Кие и твердые вещества, отдающие тепло, как без изменения агре­гатного состояния, так и при изменении его (плавление, кристаллизация, конденсация и др.). В качестве теплоносителей применя­ют воду, водяной пар, воздух, продукты сгорания топлива, растворы солей, расплавленные металлы, сплавы и соли, минеральные масла, Высокотемпературные органические и кремнийорганические со­единения. В химических производствах теплоносителями нередко служат продукты и отходы производства. Теплоносители могут быть заранее заданы или же их выбирают при проектировании.

При выборе теплоносителей необходимо учитывать:

стойкость теплоносителя и неагрессивность к материалам ап­парата в пределах применяемых температур;

теплофизические свойства — теплоноситель должен иметь низ­кое давление паров при возможно более высоких температурах» малую вязкость, большие значения удельного веса, теплоемкости и скрытой теплоты парообразования;

влияние на поверхность теплообмена — теплоноситель не дол­жен давать отложений (накипь, ил, пригар, окислы и др.) на дета­лях теплообменника и трубопроводах;

безопасность — теплоноситель не должен быть токсичным, взрыво- и огнеопасным;

экономичность — теплоноситель должен быть дешевым и неде­фицитным. КЛАССИФИКАЦИЯ И КОНСТРУКЦИИ ТЕПЛООБМЕННИКОВ По принципу действия теплообменники делятся на поверхно­стные и смесительные. В смесительных аппаратах перенос тепла осуществляется при перемешивании рабочих сред. По сравнению с поверхностными они проще по конструкции и более полно исполь­зуют тепло, но их применение ограничивается теми случаями, ког­да технологические условия производства допускают смешение ра­бочих сред.

Поверхностные теплообменники бывают рекуперативными и ре­генеративными. В рекуперативных теплообменниках непрерывный процесс переноса тепла между теплоносителями осуществляется через разделительную стенку из теплопроводного материала, при этом тепловой поток в каждой точке сохраняет одно и то же на­правление (трубчатые, пластинчатые и др.)- В регенеративных теп­лообменниках, теплоносители попеременно соприкасаются с насад­кой, которая нагревается первичным или охлаждается вторичным теплоносителями. Направление теплового потока в каждой точке насадки попеременно меняется.

Рекуперативные теплообменники можно разделить на следую­щие группы:

1. По назначению:

холодильники—аппараты, в которых охлаждаются различные

теплоносители;

подогреватели, предназначенные для нагревания рабочих сред.

2. По направлению движения теплоносителей: прямоточные — рабочие среды движутся в одном направлении; противоточные — теплоносители движутся навстречу друг другу;

перекрестные — теплоносители движутся во взаимно перпенди­кулярных направлениях.

3. По форме теплообменной поверхности:

с трубчатой теплообменной поверхностью (кожухотрубные, эле­ментные, двухтрубные, витые, оросительные и др.);

с нетрубчатой теплообменной поверхностью (пластинчатые, спиральные, аппараты с рубашкой и др.).

4. По способу компенсации температурных удлинений: без компенсации (жесткой конструкции), с компенсацией

упругим элементом (полужесткой конструкции),

с компенсацией за счет свободных удлинений (нежесткой конструкции). Ниже рассматриваются теплооб­менники, которые наиболее часто встречаются в промышленной практике.

Трубчатые теплообменники: классификация, устройство, работа.

Основными элементами кожухотрубчатых теплообменников являются пучки труб, трубные решетки, корпус, крыш­ки, патрубки. Концы труб крепятся в трубных решетках разваль­цовкой, сваркой и пайкой.

Для увеличения скорости движения теплоносителей с целью интенсификации теплообмена нередко устанавливают перегород­ки как в трубном, так и межтрубном пространствах.

Кожухотрубчатые теплообменники могут быть вертикальны­ми, горизонтальными и наклонными в соответствии с требовани­ями технологического процесса или удобства монтажа. В зави­симости от величины температурных удлинений трубок и корпу­са применяют кожухотрубчатые теплообменники жесткой, полу­жесткой и нежесткой конструкции.

Аппараты жесткой конструкции (а) используют при сравнительно небольших разностях температур корпуса и пучка труб; эти теплообменники отличаются простотой устройства.

В кожухотрубчатых теплообменниках нежесткой конструк­ции предусматривается возможность некоторого независимого перемещения теплообменных труб и корпуса для устранения до­полнительных напряжений от температурных удлинений. Неже­сткость конструкции обеспечивается сальниковым уплотнением на патрубке

Элементные (секционные) теплообменники

Эти теплообменники состоят из последовательно соединенных элементов— секций . Сочетание нескольких элементов с малым числом труб соответствует принципу многоходового кожухотрубчатого аппарата, работающего на наиболее выгодной схеме — противоточной. Элементные теплообменники эффектив­ны в случае, когда теплоносители движутся с соизмеримыми ско­ростями без изменения агрегатного состояния. Их также целе­сообразно применять при высоком давлении рабочих сред. От­сутствие перегородок снижает гидравлические сопротивления и уменьшает степень загрязнения межтрубного пространства. Од­нако по сравнению с многоходовыми кожухотрубчатыми тепло­обменниками элементные теплообменники менее компактны и бо­лее дороги из-за увеличения числа дорогостоящих элементов ап­парата—трубных решеток, фланцевых соединений, компенсато­ров и др. Поверхность теплообмена одной секции применяемых элементных теплообменников составляет 0,75—30 м2, число тру­бок—от 4 до 140.

Двухтрубные теплообменники типа «труба в трубе»

Теплообменники этого типа состоят из ряда последовательно соединенных звеньев . Каждое звено представляет со­бой две соосные трубы. Для удобства чистки и замены внутрен­ние трубы обычно соединяют между собой «калачами» или ко­ленами. Двухтрубные теплообменники, имеющие значительную поверхность нагрева, состоят из ряда секций, параллельно соеди­ненных коллекторами. Если одним из теплоносителей является насыщенный пар, то его, как правило, направляют в межтрубное (кольцевое) пространство. Такие теплообменники часто приме­няют как жидкостные или газо-жидкостные. Подбором диамет­ров внутренней и наружной труб можно обеспечить обеим ра­бочим средам, участвующим в теплообмене, необходимую ско­рость для достижения высокой интенсивности теплообмена.

Преимущества двухтрубного теплообменника: высокий коэф­фициент теплоотдачи, пригодность для нагрева или охлаждения

Витые теплообменники Поверхность нагрева витых теп­лообменников компонуется из ряда концентрических змеевиков, заключенных в кожух и закреплен­ных в соответствующих головках. Теплоносители движутся по трубно­му и межтрубному пространствам. Витые теплообменники широко при­меняют в аппаратуре высокого дав­ления для процессов разделения га­зовых смесей методом глубокого ох­лаждения. Эти теплообменники ха­рактеризуются способностью к само­компенсации, достаточной для восприятия деформации от тем­пературных напряжений.

Погружные теплообменники

Теплообменники этого типа состоят из плоских или цилин­дрических змеевиков (аналогично витым), погруженных в сосуд с жидкой рабочей средой. Вследствие малой скорости смывания жидкостью и'низкой теплоотдачи снаружи змеевика погружные теплообменники являются недостаточно эффективными аппара­тами. Их целесообразно использовать, когда жидкая рабочая среда находится в состоянии кипения или имеет механические включения, а также при необходимости применения поверхности нагрева из специальных материалов (свинец, керамика, ферро-силид и др.), для которых форма змеевика наиболее приемлема.

Оросительные теплообменники

Оросительные теплообменники представляют собой ряд рас­положенных одна над другой прямых труб, орошаемых снаружи водой. Трубы соединяют сваркой или на фланцах при помощи «калачей». Оросительные теплообменники применяют главным образом в качестве холодильников для жидкостей и га­зов или как конденсаторы. Орошающая вода равномерно подает­ся сверху через желоб с зубчатыми краями. Вода, орошающая трубы, частично испаряется, вследствие чего расход ее в ороси­тельных теплообменниках несколько ниже, чем в холодильниках других типов. Оросительные теплообменники — довольно гро­моздкие аппараты; они характеризуются низкой интенсивностью теплообмена, но просты в изготовлении и эксплуатации. Их при­меняют, когда требуется небольшая производительность, а также при охлаждении химически агрессивных сред или необходимо­сти применения поверхности нагрева из специальных материалов (например, для охлаждения кислот применяют аппараты из кис­лотоупорного ферросилида, который плохо

28. Теплообменные аппараты: выпарные аппараты. Типовые конструкции, принцип действия. Строгой и обще­принятой классификации выпарных аппаратов нет, однако их можно классифицировать по ряду признаков:

1. по расположению поверхности нагрева — на горизонтальные, вертикальные и реже наклонные;

2. по роду теплоносителя — с паровым обогревом, газовым обогревом, обогревом высокотемпературными теплоносителями (масло, даутерм, вода под высоким давлением), с электрообо­гревом (чаще всего применяют паровой обогрев, поэтому в даль­нейшем внимание будет уделено аппаратам с паровым обогревом);

3. по способу подвода теплоносителя — с подачей теплоносителя внутрь трубок (кипение в большом объеме) или в межтрубное пространство (кипение внутри кипятильных труб);

4. по режиму циркуляции — с естественной и искусственной (принудительной) циркуляцией;

5. по кратности циркуляции — с однократной и многократной циркуляцией;

6. по типу поверхности нагрева — с паровой рубашкой, змеевиковые и, наиболее распространенные, с трубчатой поверхностью различной конфигурации.

К конструкции выпарных аппаратов должны быть предъяв­лены следующие требования;

простота, компактность, надежность, технологичность изго­товления, монтажа и ремонта;

стандартизация узлов и деталей;

соблюдение требуемого режима (температура, давление, время пребывания раствора в аппарате), получение полупро­дукта или продукта необходимого качества и требуемой кон­центрации, устойчивость в работе, по возможности более длительная работа аппарата между чистками при минимальных отложениях осадков на теплообменной поверхности, удобство обслуживания, регулирования и контроля за работой; высокая интенсивность теплопередачи (высокое значение К), малый вес и невысокая стоимость одного квадратного метра поверхности нагрева.

В промышленности наиболее часто применяют вертикальные выпарные аппараты. Их достоинства: компактность, естествен­ная циркуляция (благодаря наличию циркуляционной трубы), значительная кратность циркуляции, малая занимаемая пло­щадь, большое паровое пространство, удобство обслуживания и ремонта. Для большей компактности эти аппараты в послед­нее время изготовляют с удлиненными трубками (3—3,5 м).

Для упаривания кристаллизующихся растворов применяют аппараты с коническим днищем с углом наклона больше угла естественного откоса кристаллизующейся массы.

Некоторое распространение имеют пленочные аппараты с однократной циркуляцией раствора . Основная осо­бенность этой конструкции заключается в возможности сни­жения потерь полезной разности температур от гидростатической депрессии. Подаваемый в нижнюю часть трубок аппарата раствор вскипает; при этом образуется много паровых пузырь­ков, увлекающих за собой раствор. Парожидкостная эмульсия, выходящая из трубок, ударяется о поверхность сепаратора с изогнутыми лопатками, получает вращательное движение и отбрасывается центробежной силой к периферии, благодаря чему происходит довольно совершенная сепарация пара. Таким образом, выпаривание происходит в тонком слое при однократ­ной циркуляции раствора. При большой длине кипятильной трубки (более 5 м) возможны разрыв и высыхание пленки жид­кости в верхней части трубки с понижением при этом коэффи­циента теплоотдачи.

преиму­ществом пленочного аппарата является однократная циркуля­ция с быстрым прохождением раствора через трубы, что предохраняет растворы, чувствительные к высокой температуре, от порчи. Недостатки этих аппаратов: значительная длина тру­бок, затрудняющая ремонт, малая аккумулирующая способ­ность, не обеспечивающая постоянную производительность и затрудняющая получение раствора равномерной концентрации. Труба, отводящая упаренный раствор на следующий корпус, должна иметь гидравлический затвор соответствующей высоты

для предотвращения возможного прорыва пара в трубное прост­ранство следующего корпуса. Эти аппараты дороже обычных вер­тикальных аппаратов.

Схема выпарного аппарата с центральной циркуляционной трубой

Схема пленочного выпар­ного аппарата