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Mélangeur-disperseur puissant sous vide – Explication de la structure et du principe de fonctionnement
1. Pourquoi choisir une construction en acier inoxydable ?
L'acier inoxydable (principalement 304 ou 316L) est le matériau standard pour ce type d'équipement pour les raisons suivantes :
| Caractéristiques | Explication |
|---|---|
| résistance à la corrosion | Résiste aux attaques chimiques des matériaux acides/alcalins et des agents de nettoyage |
| Nettoyage facile | Surface lisse empêchant l'accumulation de matières, conforme aux normes d'hygiène BPF |
| Aucune contamination | Ne libère pas d'ions métalliques susceptibles de contaminer les matériaux, garantissant ainsi la pureté du produit. |
| Durabilité | Une résistance mécanique élevée assure une longue durée de vie |
L'acier inoxydable 316L contient du molybdène ajouté, ce qui lui confère une résistance supérieure à la corrosion par les chlorures. Il est recommandé pour les applications impliquant du sel ou des matériaux hautement corrosifs.
2. Décomposition de la structure de base
Le disperseur à vide puissant en acier inoxydable présente généralement une structure de type portique à trois arbres , composée de quatre systèmes principaux :
2.1 Système mécanique – La « structure » de l’équipement
Châssis du portique : soudé à partir de plaques d’acier épaisses, il supporte tous les mécanismes d’agitation et le poids du matériau, assurant une stabilité sans vibration pendant le fonctionnement à grande vitesse.
Système de levage hydraulique : composé de vérins, de pistons et d’un groupe hydraulique. Le couvercle peut être levé et abaissé verticalement, facilitant ainsi le remplissage, le nettoyage et le changement de réservoir. La hauteur et la vitesse de levage sont réglables selon les besoins du procédé.
2.2 Système d'agitation et de dispersion – Le « cœur » de l'équipement
Il s'agit de l'élément central qui détermine l'efficacité du mélange, utilisant une conception de mouvement composé « rotation planétaire + rotation à grande vitesse » :
| Composant | Type de mouvement | Type d'hélice | Fonction principale |
|---|---|---|---|
| Arbre à basse vitesse (centre) | Rotation planétaire (autour de l'axe du réservoir) | Lame de grattoir « Montagne » | Racle les matériaux des parois et du fond de la cuve, empêche les zones mortes, pousse les matériaux vers la zone de grande vitesse |
| Arbres à grande vitesse ×2 (côtés) | Rotation à grande vitesse (autour de son propre axe) | Turbine papillon + disque de dispersion | Génère une force de cisaillement élevée, désagrège les agglomérats de poudre et permet une dispersion à l'échelle micrométrique. |
Spécifications clés : La vitesse de rotation du disque de dispersion à grande vitesse doit généralement atteindre 20 m/s ou plus pour disperser efficacement les poudres nanométriques. Un variateur de fréquence permet un réglage continu de la vitesse.
2.3 Système de vide – Garantir la densité du produit
Pompe à vide : type à palettes rotatives ou à anneau liquide, avec une vitesse de pompage adaptée au volume du réservoir.
Dispositif d'étanchéité : Double protection avec joint mécanique + joint d'huile, assurant un vide dans le réservoir pouvant atteindre -0,098 MPa (pression relative).
Fonction : Le vide est appliqué pendant l'agitation pour éliminer les bulles d'air du matériau, évitant ainsi les vides dans le produit final et assurant la force d'adhérence et la densité de surface du mastic.
2.4 Systèmes auxiliaires – Amélioration du confort d’utilisation
Cuves mobiles : équipées de roulettes sur leur base. Une machine peut être associée à plusieurs cuves pour une production alternée.
Régulation de température par double enveloppe : La cuve est dotée d’une double enveloppe extérieure permettant la circulation d’eau de refroidissement ou de vapeur, assurant ainsi une régulation précise de la température. La production de mastic silicone exige généralement une température inférieure à 40 °C afin d’éviter la réticulation induite par la chaleur.
Extrudeuse hydraulique : Équipement auxiliaire utilisé pour extruder la pâte à haute viscosité finie du réservoir de dispersion en vue du remplissage ultérieur.
3. Processus de travail (Exemple de production de mastic silicone)
Chargement → Mélange par raclage à basse vitesse → Dispersion à haute vitesse → Dégazage sous vide → Déchargement
│ │ │ │ │
Liquides + Poudres Empêche l'adhérence aux parois Désagrège Élimine les bulles Extrusion hydraulique
Étapes détaillées :Chargement : La matière de base (par exemple, la gomme 107), les poudres (carbonate de calcium, silice) et les additifs sont chargés dans le réservoir selon la formulation.
Mélange à basse vitesse : La lame raclante fonctionne à environ 20-60 tr/min, poussant le matériau vers le centre.
Dispersion à grande vitesse : les disques du disperseur tournent à 0-1500 tr/min, générant un cisaillement élevé pour briser les agglomérats de poudre jusqu'au niveau du micron.
Dégazage sous vide : Le vide est appliqué en continu pendant la dispersion afin d’extraire les bulles d’air entraînées du réservoir.
Déchargement : Une fois la dispersion terminée, le réservoir est déplacé vers une extrudeuse hydraulique pour décharger le produit fini.
Conclusion
Grâce à une ingénierie de précision, notamment un système à triple arbre, un dégazage sous vide et un levage hydraulique, le disperseur sous vide puissant en acier inoxydable résout parfaitement les problèmes de dispersion uniforme et de dégazage des matériaux à haute viscosité. La compréhension de sa structure et de son principe de fonctionnement est essentielle pour un choix approprié et une utilisation efficace.
