Конструкция двухвалковой мельницы открытого типа несложна: два параллельных вала вращаются относительно друг друга с разной скоростью. Материал затягивается в зазор между валами (расстояние между валами) и подвергается интенсивному сдвигу и сжатию. Для нагрева или охлаждения внутри валов может циркулировать вода или масло, что позволяет регулировать температуру материала.

Ключевым параметром здесь является скоростное соотношение (отношение линейной скорости переднего валка к скорости заднего валка). Как правило, скоростное соотношение составляет от 1:1,1 до 1:1,5. Более высокое скоростное соотношение приводит к более сильному сдвигу и лучшей дисперсии, но также и к более быстрому выделению тепла. Коэффициент скорости лабораторных открытых мельниц в большинстве случаев можно регулировать в соответствии с требованиями различных материалов.

Точка мягкой интеграции: Наша лабораторная открытая мельница использует независимые двигатели с регулируемой частотой вращения для привода передних и задних валков, причем соотношение скоростей можно плавно регулировать в диапазоне 1:1,05–1:1,5; кроме того, она оснащена независимой системой регулирования температуры валков (от комнатной температуры до 200 ℃).

Преимущество 1: Гибкость при проведении экспериментов с небольшими партиями

Хотя внутренние смесители обладают значительными преимуществами с точки зрения производительности и автоматизации, у них есть неотъемлемый недостаток: очень большой минимальный объем загрузки. Типичный лабораторный внутренний смеситель требует минимального эффективного объема загрузки в 50–200 граммов, тогда как открытой мельнице для завершения одного цикла смешивания достаточно всего нескольких десятков граммов или даже нескольких граммов материала.

Для университетских исследовательских групп или корпоративных научно-исследовательских центров это означает:

Более быстрая проверка новых составов материалов, позволяющая избежать растраты дорогостоящих модификаторов;
Можно одновременно готовить несколько составов (например, с содержанием наполнителя 0,5%, 1%, 2%), вместо того чтобы ждать завершения каждой партии;
Простая очистка и замена материала: для “промывки валиков” требуется лишь небольшое количество того же резинового компаунда, при этом нет необходимости разбирать барабан.

Преимущество 2: “Наглядность” процесса смешивания

Это самое уникальное и часто недооцениваемое преимущество открытой мельницы. Внутренний смеситель представляет собой закрытую камеру; о состоянии смешивания можно судить лишь по косвенным показателям, таким как температура, давление и крутящий момент. Открытая мельница, напротив, имеет открытую конструкцию, что позволяет наблюдать за процессом напрямую:

Равномерно ли резиновая смесь покрывает валики;
Внесен ли порошок;
Имеются ли отделившиеся, застрявшие или обугленные частицы;
Блеск поверхности и однородность цвета чешуек.

Такое непосредственное наблюдение имеет огромное значение для накопления опыта и оценки технологического процесса. Многие проблемы, возникающие при перемешивании в производстве (такие как плохая дисперсия или локальное чрезмерное перемешивание), точно выявляются в ходе мелкомасштабных испытаний с использованием открытой мельницы.

Точка мягкой интеграции: Наши лабораторные мельницы открытого типа в стандартной комплектации оснащены прозрачным защитным экраном (открывающимся), который обеспечивает безопасность, не ограничивая обзор оператора.

Преимущество 3: Гибкая система разгрузки, подходящая для различных видов материалов

Устройство разгрузки двухвалкового стана отличается высокой универсальностью: с его помощью можно получать листы, полосы, ленты или даже тонкие листы напрямую. Благодаря этому он подходит для проведения самых разных последующих испытаний:

Прессование в образцы для испытаний на механические свойства; нарезка на полоски для определения характеристик вулканизации; непосредственное изготовление листов для измерения толщины или ламинирования.

В отличие от этого, внутренние смесители дают в результате блоки или гранулы, что требует дополнительного двухвалкового измельчения или раскатки для подготовки проб. Двухвалковая мельница объединяет этапы “смешивания + формования” в один, что позволяет сэкономить время и сократить затраты на оборудование.

Ограничения и правильный выбор Открытая смесительная мельница

Конечно, открытые фабрики — не панацея. Их недостатки также очевидны:

Низкая производительность: максимальная скорость подачи за один раз, как правило, не превышает 1–2 кг (лабораторный тип);
Относительно низкая точность регулирования температуры: открытая конструкция приводит к быстрой потере тепла, что затрудняет точное регулирование температурного профиля, как в случае с внутренним смесителем;
Процесс зависит от опыта: зазор между валками, температура валков и техника формирования треугольных пачек — все это влияет на результаты и требует от оператора определенного уровня квалификации.

Поэтому разумный подход к выбору оборудования заключается в следующем: использовать открытые мельницы для первоначального отбора и поиска рецептур, а внутренние смесители — для проверки масштабируемости и производства небольших партий. Эти два вида оборудования не являются взаимозаменяемыми, а, напротив, дополняют друг друга.

Как выбрать лабораторную смесительную мельницу открытого типа?

Если вы собираетесь приобрести смесительную мельницу открытого типа для своей лаборатории или научно-исследовательского центра, не зацикливайтесь на необычных функциях. Обратите внимание на следующие четыре ключевых момента:

Материал роликов и твердость поверхности: не менее HRC 55 для обеспечения износостойкости и устойчивости к царапинам. Хромированные ролики обладают большей коррозионной стойкостью, чем ролики из обычной стали.

Метод регулирования температуры: Наиболее практичной является двухконтурная система с электрическим нагревом и масляно-водяным охлаждением. Использование только нагрева или только охлаждения ограничивает спектр материалов, которые можно перерабатывать.

Регулировка передаточного числа: отдавайте предпочтение независимым приводам передних и задних роликов (с двумя двигателями) перед зубчатыми приводами. Первый вариант позволяет плавно регулировать передаточное число, тогда как второй требует замены шестерен.

Устройства безопасности: Необходимо предусмотреть несколько уровней защиты, в том числе аварийную остановку, защиту от обратного вращения и датчик давления в коленчатой части. Открытые смесительные мельницы относятся к оборудованию открытого типа; от уступчивости в вопросах безопасности нельзя допускать.

Функции безопасности: Наши лабораторные смесители открытого типа оснащены хромированными валками из легированной стали (твердость HRC 58–62), двухконтурной системой регулирования температуры, независимыми приводами двигателей с переменной частотой вращения и в стандартной комплектации имеют три устройства аварийной остановки. Они поддерживают минимальный объем загрузки 15 г, что позволяет удовлетворить потребности во всех сценариях — от скрининга рецептур до приготовления небольших партий.