涂料制造商花了很多时间研究和选择最好的原材料和加工设备的产品由于产品的组件的变化大,粘度、粒径分布(分散/铣削过程之前和之后),和其他属性。188金宝搏bet官网经常的第一阶段工作完成在实验室规模的工厂。本研究工作是必要的可靠从实验室到生产规模扩大。因此,铣设备制造商开发了灵活的实验工厂,与交换过程区域相似度高的生产机类型。

本文地址典型扩展程序和潜在的挑战。最小的过程区大小的问题,这是重要的高效的研发工作,也进行了讨论。

介绍

研发人员喜欢用最小的设备开发配方为了节省原材料成本以及减少所需的时间准备样品和清洁设备。然而,预测生产参数时不可能大规模生产机的研发测试一直在进行实验室轧机,太小了。进一步,机制造商是有限的几个几何和物理事实在设计工厂越来越小。

扩大一个合适的方法是执行大量的筛查的可行性检查公式和一些小型实验室设备,1然后执行扩大测试实验室轧机上最成功的配方,适用于一个可靠的扩大。

比例搅拌珠米尔斯

经常磨供应商推出他们的第一个工厂在生产规模开发和推出之前实验室米尔斯。这是更大的挑战比规模缩小机器。

缩小,轧机设计师必须接受一些几何和物理限制和常量,不能改变。最重要的参数是:

  • 颗粒大小(粒度分布)在研磨之前,dP;
  • 直径的研磨珠,dgb;
  • 维度的搅拌工具(光盘,挂钩);
  • 直径dgc,长度lgc铣削的室;
  • 转子和定子之间的距离磨室的年代gc;
  • 转子转速,vr;和
  • 具体的冷却表面,Sc。

研磨珠和粒子的大小

最重要的一个良好的研磨效果是正确的比率磨珠子的大小和颗粒大小(图1),这几乎是常数。如果一个机必须按比例缩小也不可能降低粒径(铣前)和珠子的直径。粒径在铣削是严格常数铣任务的一部分,因此,珠直径是恒定的。的原因是珠子太小无法减少颗粒大小(“毁灭”粒子),因为他们的小珠质量。一个小珠只会敲粒子不打破它(图1 b)。此外,珠包可能开始作为一个过滤器和积累在轧机粒子和聚结。因此,密尔将阻止。相反的情况下,如果太大的珠子,珠子和粒子之间的碰撞概率下降显著(图1 c)。在这两种情况下的铣削效果会差。

珠大小和铣削室尺寸

如果我们开始缩小机室几何,我们很快就会遭遇一些关键的限制。第一个将挂钩的结束和对方之间的距离室墙。存在一个最小规则——这个距离必须至少三倍的直径珠子。如果我们削弱了这个因素的风险干扰和破坏珠子。图2显示了一个大过程室这个规则实现的地方,和一个按比例缩小室情况变得非常关键,因为规则已不再满足。减少珠大小不是一个解决方案,因为粒子之间的比例大小和珠子大小必须不断在扩大,和颗粒大小(研磨之前)是常数(给定的任务)。如果目标是减少磨室的大小,如图2所示,我们必须减少钉子的长度。这可能会导致一个稍微不同的行为的轧机的能量输入的强度机室。这种差异通常可以处理因为负责的用户规模将在短时间内建立知识。

研磨室尺寸

典型的规则扩展上下搅拌珠米尔斯(例如,最大音量mills)是保持主要尺寸(长度之间的比率gc和直径dgc)的研磨室不变:

方程

(1)

,因此

方程

(2)

进一步,有必要保持产品的流速通过轧机(vsl横截面积()成正比gc机的)。这是非常重要的相同的分布在铣磨珠子。根据磨室的类型和其设计规模的限制迟早会到达。

转子和定子之间的距离

机设计者试图保持转子和定子之间的距离墙(Sgc)和挂钩的大小不变期间尽可能缩小机。这允许局部能量输入每卷尽可能保持不变。但是,如图3所示,周围地区的挂钩在缩放过程变化。的假设的轨迹由钉珠加速变得更短,和轨迹的角度(a)定子墙变大磨室的直径是否减少。这将影响整个珠包的运动行为。

转子转速

转子速度(通常测量的涡轮转子挂钩,vr)决定了能量输入铣削室。如果工厂的尺寸减少,能量输入可以在一定范围内保持不变的维度通过增加转速(表1),当然一些额外的速度变化可能需要找到一个稳定运行点。重要的是要记住,增加转速,因此,增加角速度,其他可能发生的影响。

具体的冷却表面

在规模向上或向下激动媒体米尔斯过程区体积增加或减少的三次方。具体的冷却过程的表面区域只有增加或减少第二权力。这意味着一个大机的冷却效率往往是小于一个小厂。一个例外是一个小型lab-size轧机的小设计不再允许冷却通道。在这种情况下,小工厂将有一个较低的冷却效率与一个更大的工厂。

产品出口温度可以改变搅拌珠米尔斯的比例上升或下降。只有少数类型的搅拌珠米尔斯,旨在保持特定的冷却表面几个机大小不变,但是这个异常也不是这些系列的小型钢厂有效。

合乎逻辑的后果

轧机设计师必须考虑几个规则和限制比例上升或下降一个搅拌珠磨机。它变得明显,某轧机类型不能以任何顺序。超越打破一些规则,限制和缩小不同行为的机会。在这种情况下扩大的铣削过程从这样的小型轧机生产大小机不会非常可靠。

铣削过程的扩大

首先,没有一般扩大方法可用。铣削过程可以依赖的扩大:

  • 产品类型(例如,粘度);
  • 任务(deagglomeration或真正的磨铣);
  • 磨机类型,其属性;
  • 轧机操作类型(单程、再循环);和
  • 工厂的大小差异。

机供应商知道很多扩大铣削过程和方法能够帮助用户扩大他们的流程或开发自己的方法。经常磨机用户在发展中扩大过程本身就是很有创意。这是非常重要的,因为高研磨产品对铣削过程的影响。

以下部分将讨论一些可能扩大铣削过程的方法。全面的理论研究和一套完整的公式可以在引用2 - 6。

恒定质量特定能量的方法

对于许多涂料和油墨粘度适中的产品,和一些轧机类型可用于这些产品,恒质量特定能量的方法,E米是一个合适的推广方法,因为产品质量通常取决于能量的输入:

质量= f(质量特定能量)。(3)

这种方法的主要假设

E米≠f(轧机尺寸)。(4)

单程操作的轧机,E米被定义为:

方程

(5)

P是轧机的总功耗;P0空载功率(功耗的空机);和。米产品通过轧机的吞吐率。E米现在可以轻松地从测量数据计算试点。如果有一个更大的工厂,可用。米可以估计这个大机下一组假设和一些几何比例。

主要的假设是:

  • 实验室轧机和轧机生产具有相同的设计;
  • 相同规模和珠珠材料(相同密度);
  • 相同的珠填充程度;
  • 没有珠压缩;和
  • 相似的特定流经横截面积。

单次的操作,生产规模轧机的吞吐率

方程

(6)

指数的刺激手段生产轧机和飞行员意味着飞行员/实验室轧机。

再循环模式操作,相应的方程是:

方程

(7)

方程

(8)

t机=磨时间。

不言自明,这些方程将不再有效,如果例如,实验室轧机和轧机生产不相同的类型和设计(或系列),或者如果珠大小珠材料或填充程度变化,或者增加粘度导致珠压缩。此外,大型转子转速的变化可以改变磨的条件太多,上述方程是有效的。

有时,如果提到的假设并不完全满足,质量特定能量的校正因子可以帮助改善预测生产机。这个因素可以开发实验和经验可以提高。

方法不同的机大小之间的常数因子

一些产品来扩大吞吐率的因素。当粘度水平增加,焊道压缩无法避免。此外,一些产品可以研磨珠压缩完全在一个控制水平。在这些情况下前面讨论的方法将不会工作。

不同工厂之间的常数因子大小的方法不是基于理论计算机制造商的经验,可以提高和专业用户的机。

在一定轧机类型系列产品通过下一个机器的吞吐率大小在同一质量水平可以计算一个常数因子(图4)。

也对这个方法是保留一些不可或缺的变量不变:

  • 实验室轧机和轧机生产具有相同的设计;
  • 相同规模和珠珠材料(相同密度);
  • 相同的珠填充程度;
  • 相似的珠子压缩;和
  • 相似的特定流经横截面积。

在某些情况下,这种方法已被用于不同的磨机类型。这意味着实验室轧机和轧机生产没有来自同一机系列。要做到这一点,很多经验是必要的。这是可能的,当机的用户有很多不同的产品,当用户生成很多与这些产品扩大数据。

一个典型的实验室多功能搅拌珠磨机

所有制造商的生产工厂也提供实验室工厂相同的设计,可用于扩大目的。几何缩减规模磨室的体积限制是约。0.5到1 l .小室通常会有或多或少不同的形状。与商会的一些小型钢厂毫升,制造商的生产工厂没有合适的合作伙伴。实验室设备供应商可以提供解决方案。1

图5显示了一个典型的实验机,可用于扩大规模不同的磨机类型。机室可以交换和磨机的驱动可以从水平到垂直操作,根据磨机类型。有超过15个不同房间类型和室类型执行(例如,不同的材料,不同的钢类型,不同的陶瓷类型,不同聚合物类型)可以被安装在同一台机器上的身体。

如果客户有不同的磨机类型的实验室流程区域相同的供应商,客户只需要一台机器身体和相应的过程。外围设备,如泵、产品罐、管道和管通常可以用于不同的流程区域。有时不同的管道和泵的大小或一些额外的集管是必要的,或者至少可以增加完整的实验室安装的灵活性。

结论

扩大的搅拌珠米尔斯是可能的。有时,特别是在最小化实验室设备的情况下,一个两步扩大规模是必要的。扩展方法是基于产品和使用的磨机类型。有时一个合适的方法,一个可靠的扩大必须为应用程序定制。

引用

1Juhnke, m .加速制定发展Nanomilling api使用筛选方法;2009年第六届国际研讨会湿研磨和分散。

2Stehr: Kleiner是粗俗的。Qualitats——和Wirtschaftlichkeitssteigerung冯temperaturempfindlichen Produkten军队Perl-Mahlung贝(hoh Leistungsdichte;FARBE&LACK2001年107年,7,美国52/59。

3Kwade, a;斯坦,得出Konstantes Zerkleinerungsergebnis贝姆扩大冯Ruhrwerksmuhlen;AUFBEREITUNGS-TECHNIK(1998)39 Nr。8日,373/382。

4Karbstein k;穆勒,f;赶,r .扩大贝der Echtzerkleinerung Ruhrwerkskugelmuhlen;AUFBEREITUNGS-TECHNIK(1996)37 Nr。10 S 469/479。

5,得出羞辱。你布伦瑞克;Einfluss冯Grosse和Bauart Ruhrwerkskugelmuhlen死Zerkleinerung汪汪汪,美国174/179。

6Kwade, a涂布伦瑞克;Zerkleinern和Dispergieren麻省理工学院Ruhrwerkskugelmuhlen Kursunterlagen 2010。