Aplicação e Estrutura de Máquina Integrada de Dispersão e Moagem

A Máquina Integrada de Dispersão e Moagem combina duas funções essenciais, dispersão e moagem, em um único processo. Pode servir tanto como uma máquina de dispersão quanto como uma máquina de moagem, permitindo a dispersão sequencial e a moagem de materiais. Em comparação com o equipamento convencional para a produção de revestimentos, que normalmente envolve máquinas separadas de dispersão e retificação, a Máquina Integrada de Dispersão e Moagem oferece várias vantagens, incluindo processos simplificados, facilidade de operação, alta eficiência, limpeza conveniente e mudanças de cor, resíduos mínimos em contêineres, custo-benefício e manutenção direta. Este artigo discute principalmente a viabilidade de alcançar funções integradas de dispersão e retificação dentro de seu projeto estrutural.

Na produção de revestimentos, especialmente para materiais líquidos com agregados particulados sólidos, uma máquina de dispersão é frequentemente usada para pré-dispersar os materiais dentro do recipiente antes de transferi-los para um moinho de areia para moagem até a finura desejada. No entanto, esse processo de produção envolve a instalação de dutos, bombas e a troca de contêineres, tornando-o complexo e demorado. Além disso, as frequentes trocas de recipientes resultam em resíduos de material, levando ao desperdício de matéria-prima e aumento de custos. Atualmente, as máquinas de moagem do tipo cesto existentes possuem algumas capacidades de dispersão, mas a dispersão e a retificação são realizadas separadamente em duas máquinas diferentes. Isso evita a automação total na produção e resulta em resultados de moagem abaixo da média, especialmente para materiais com alto teor de sólidos ou viscosidade. Para esses casos, o uso de uma máquina de dispersão para pré-dispersão é essencial.

Atualmente, a utilização de equipamentos que podem pré-dispersar e moer materiais na produção de revestimentos não é generalizada. Este estudo tem como objetivo comparar equipamentos tradicionais de produção de revestimento com a Máquina Integrada de Dispersão e Moagem e fornecer subsídios sobre a viabilidade de sua aplicação.

1. Análise de Princípios

1.1 Equipamento de Produção de Revestimento Tradicional

No processo tradicional de produção de revestimentos, como ilustrado na Figura 1, uma máquina de dispersão separada é empregada para pré-dispersar e misturar os materiais da lama. Após mistura e dispersão completas, o material é bombeado para um moinho de areia para moagem de partículas sólidas até a finura desejada. Se a finura desejada não for alcançada após a moagem, o material é reciclado através do moinho de areia até que a finura necessária seja obtida.

A Figura 1 mostra que a Unidade de Dispersão 1 dispersa os materiais dentro do Contêiner 2 e, após mistura e dispersão adequadas, o Contêiner 2 é transportado para o Moinho de Areia 4 através da Bomba 3. Após a moagem no Moinho de Areia 4, o material é armazenado no Contêiner 5. Se a finura for insatisfatória, o Container 5 será devolvido ao Container 2 para remoagem. Uma vez que o material no Container 5 atende aos requisitos do processo, o processo de moagem é interrompido. O material do Container 5 torna-se um revestimento semiacabado. Esse processo é simples, mas trabalhoso devido às frequentes trocas de contêineres, resultando em desperdício de material.

1.2 Máquina de Dispersão e Moagem Integrada

A Máquina Integrada de Dispersão e Moagem, conforme ilustrado na Figura 2, revoluciona o processo tradicional de produção de revestimentos, consolidando a dispersão e a retificação em uma única máquina. Oferece simplicidade de operação, desperdício mínimo, controle de qualidade preciso e viabilidade de automação.

Esta máquina é projetada para moagem de materiais em uma fase líquida, incluindo componentes sólidos minúsculos e finamente dispersos. O processo de moagem consiste em quatro etapas:

(1) Sob a ação do disco de dispersão rotativo de alta velocidade, agregados de partículas maiores (aglomerados de pó) são divididos em agregados de partículas menores.

(2) Estabilização das partículas, pedaços e agregados iniciais para reconstituí-los.

(3) O cesto de moagem desce para a posição de trabalho, e o material a ser moído é puxado para o cesto de moagem. Os braços da alavanca na roda do rotor giram rapidamente, movendo as esferas de moagem para refinar o material.

(4) O material é descarregado do fundo do cesto de moagem através de uma placa de malha densa.

Como mostrado na Figura 2, durante o processo de dispersão, o Disco de Dispersão 1 está na posição de trabalho enquanto o cesto de moagem está na posição estacionada. Durante esta fase, o Disco de Dispersão 1 realiza a pré-dispersão de forma eficiente e rápida. No processo de moagem, tanto o cesto de moagem quanto o Disco de Dispersão 1 estão na posição de trabalho, e o material a ser moído é aspirado para o cesto de moagem. O braço de alavanca 3 gira em alta velocidade, movendo contas de moagem 4 para refinar o material. Posteriormente, o material é expelido do fundo do cesto de moagem através da placa de malha 5. A Máquina Integrada de Dispersão e Moagem integra os processos de dispersão e moagem em uma única máquina ou pode ser usada independentemente como uma máquina de dispersão. Proporciona excelentes resultados de moagem, mesmo para materiais com alto teor de sólidos ou viscosidade. Suas vantagens incluem simplicidade, tempo de processamento reduzido, alta eficiência, resíduos mínimos e limpeza conveniente e mudanças de cor.

2. Estrutura da Máquina Integrada de Dispersão e Moagem

2.1 Estrutura

A estrutura da Máquina Integrada de Dispersão e Moagem, conforme mostrado na Figura 3, consiste nos seguintes componentes principais:

Estrutura de Base (Quadro de Elevação Hidráulico 1): A estrutura de base compreende a base, colunas, cilindros de elevação hidráulicos, viga transversal e outros componentes. Todas as outras peças são montadas nesta estrutura.

Componentes de dispersão (Componente 7): Isso inclui elementos-chave, como a polia de acionamento 15, o eixo principal 16, o quadro 17 da máquina de dispersão, a embreagem inferior 20 e o disco de dispersão 25. Dentro da estrutura da máquina de dispersão, um par de rolamentos suporta o eixo principal. Quando os componentes de moagem estão na posição estacionada, os componentes de dispersão operam para dispersar o material.

Componentes de moagem (Componente 8): Isso inclui a embreagem superior 18, a estrutura da máquina de moagem 19, a cesta de moagem 21, o rotor do braço da alavanca 22, as contas de zircônia 23 e a placa de malha 24. Quando os componentes de moagem estão na posição de trabalho, eles realizam operações de moagem no material.

Sistema de Acionamento (Sistema 13): Este sistema fornece energia para os componentes de dispersão ou retificação. Transmite energia cinética do motor principal para os componentes de dispersão usando um par de polias. Dependendo dos requisitos do processo de produção, quando os dois cilindros de ar deste equipamento são acionados, eles empurram para baixo, causando um acoplamento preciso entre as embreagens superior e inferior. Isso permite que a energia cinética do motor principal seja transferida dos componentes de dispersão para os componentes de moagem.

Sistema de Controle Elétrico (Sistema 14): O sistema de controle utiliza um controlador PLC e interface touchscreen, garantindo controle preciso e facilidade de operação.

2.2 Processo Operacional

Conforme ilustrado na Figura 3, os componentes da retificação estão na posição estacionada (Figura 3-2), garantindo que não entrem em contato com o material a ser disperso. Durante a pré-dispersão, o disco de dispersão gira e sua altura pode ser ajustada para garantir condições ideais de processamento. A "dispersão de efeito anel" ideal é alcançada durante a pré-dispersão. Os componentes de moagem permanecem inativos, permitindo que o disco de dispersão realize a pré-dispersão de forma rápida e eficaz.

Como mostrado na Figura 3-3, quando ambos os cilindros de ar são acionados, eles empurram a embreagem superior 18 e a embreagem inferior 20 para um acoplamento preciso, fazendo com que os componentes de dispersão acionem a rotação dos componentes de retificação. Neste ponto, o cesto de moagem 21 está totalmente imerso no material a ser disperso. O quadro 19 da retífica faz com que o rotor do braço de alavanca 22 gire em relação ao cesto de moagem 21. O rotor do braço de alavanca 22 coloca as contas de zircônia 23 em movimento, moendo efetivamente o material dentro da cesta de moagem. Uma placa de malha 24 é instalada na parte inferior do cesto de moagem. Quando o disco de dispersão 25 gira em alta velocidade, a força centrífuga cria uma pressão negativa no centro do disco de dispersão, aspirando o material finamente disperso e moído através da placa de malha. Através deste processo fluido, o material consegue uma dispersão fina e moagem.

3. Conclusão

A Máquina de Dispersão e Moagem Integrada combina os pontos fortes de uma máquina de dispersão e de uma máquina de moagem do tipo cesto, oferecendo uma solução compacta, altamente automatizada e fácil de usar, com controle preciso e respeito ao meio ambiente. É adequado para produção em escala industrial. Nos últimos anos, sua aplicação na dispersão e moagem de partículas sólidas em fase líquida, especialmente na produção de revestimentos, tem atraído atenção e proporcionado benefícios econômicos e sociais. Prevemos que seu uso se expandirá além da indústria de tintas para outros setores.