Главная -> Словарь

Измельчение материала

Рис. 17-3. Методы измельчения материалов:

Достоинством валковых мельниц являются: 1) простота и компактность; 2) надежность в работе. К недостаткам их следует отнести: 1) выпуск плоских кусков измельченного Материала ; 2) малую пригодность для измельчения материалов высокой прочности.

Для тонкого измельчения -материалов с низкой прочностью применяются пружинные мельницы с вертикальным вращающимся кольцом . Кольцо 1 висит на ведущем вальце 2, который вращается электродвигателем.

Машины для измельчения материала предназначены для непрерывного или периодического тонкого и сверхтонкого измельчения материалов в жидких или газовых средах. Конструкцией измельчителей предусмотрены разнообразные способы измельчения: удар, истирание, кавитационный эффект и их комбинация. К размольному оборудованию относятся дробилки, мельницы, дисмембраторы, дезинтеграторы .

Достоинством шаровых мельниц является их высокая производительность, возможность измельчения материалов различной твердости, постоянство качества помола, простота обслуживания и безопасность работы.

Вибрационные мельницы используют как для сухого, так и для мокрого измельчения; они работают периодически или непрерывно. Такие мельницы эффективны для сверхтонкого измельчения материалов небольшой твердости, размеры зерен которого составляют от 1-н2 мм до 60 мкм и менее.

В некоторых машинах для измельчения материалов одновременно осуществляется несколько из перечисленных выше способов измельчения.

В молотковых дробилках для крупного и среднего дробления материал измельчается главным образом ударами молотков. При мелком дроблении основное значение имеют раскалывание и срез, а также истирание материала на решетке. Вследствие этого при мелком дроблении применяют облегченные заостренные молотки, вращающиеся с большой скоростью . Для измельчения материалов небольшой твердости используют дробилки без колосниковой решетки, а также молотковые мельницы, соединенные с воздушным сепаратором, в котором недоизмельченный продукт отделяется, а затем возвращается в мельницу. В дробилках и мельницах, предназначенных для измельчения мягких и вязких материалов,, молотки часто закрепляют неподвижно , и тогда их называют крестовыми.

Такие мельницы являются наиболее распространенными из всех известных машин для тонкого измельчения материалов в многотоннажных производствах . Они представляют собой пустотелый барабан 3, закрытый торцевыми крышками 2 к 4, к которым прикреплены пустотелые цапфы 1 и 5. Цапфы опираются на подшипники, и барабан медленно вращается вокруг горизонтальной оси. Барабан частично заполняется мелющими телами - шарами, цилиндриками, а также материалом, подлежащим измельчению. Материал в этих мельницах измельчается ударом, раздавливанием и истиранием и может подвергаться многократному воздействию мелющих тел, что дает возможность достичь высокой степени измельчения. При сухом способе измельчения барабанные мельницы пригодны для тонкого размола крупных первичных зерен, при мокром - для тонкого и сверхтонкого размола. Рассматриваемые мельницы бывают периодического и непрерывного действия.

Ролико-кольцевые мельницы применяются для тонкого измельчения материалов, которые не могут быть обработаны в шаровых мельницах вследствие налипания материала на шары и футеровку барабана. По сравнению с шаровыми мельницами кольцевые более компактны и степень измельчения в них может меняться в более широких пределах. Однако кольцевые мельницы сложнее по конструкции и требуют больших эксплуатационных расходов.

Ряс, 19.3. Методы измельчения материалов:

Вал 1 приводится во враще-ние от электродвигателя через коническую зубчатую передачу. Вращение жерновов вокруг горизонтальных осей происходит из-за трения между цилиндрической поверхностью жерновов и материалом, помещенным в чаше. Измельчение материала осуществляется раздавливанием и" истиранием при набегании на него жерновов. Истирание происходит при скольжении цилиндрической поверхности жернова по поверхности материала. Все точки цилиндрической поверхности жернова в относительном движении вокруг своей оси имеют одинаковую окружную скорость, а в относительном движении вокруг вертикальной оси различную . В средних точках цилиндрической поверхности жернова проскальзывания нет, а в остальных точках наблюдается проскальзывание, скорость которого равна разности окружных скоростей двух отмеченных относительных движений. Максимальная скорость проскальзывания возникает у краев цилиндрической поверхности жернова. При набегании на большие куски очень прочного материала жернова могут приподниматься при помощи кривошипов 5, чем предотвращается поломка машин.

Трубчатые мельницы. Наиболее полное измельчение материала достигается в трубчатых шаровых мельницах за счет увеличения времени его пребывания в длинном барабане. В этом случае отпадает необходимость в классификаторе, но увеличивается расход энергии на измельчение.

В центробежно-шаровой 7 мельнице измельчение материала производится шарами 2, расположенными между вращающимся кольцом 1 и неподвижным кольцом 3. Измельченный материал удаляется из мельницы потоком воздуха. Мель- ** ница работает в замкнутом у цикле с сепаратором 7.

Между вертикальным кольцом и вальцами всегда находится некоторый слой материала, вследствие чего мельница работает бесшумно, с незначительным износом вращающихся частей. Толчки и удары воспринимаются пружинами. Измельчение производится обычно в замкнутом цикле. Наиболее эффективно подобные мельницы работают при измельчении до конечного размера 0,15—0,2 мм.

При измельчении материалов расходуется значительное количество энергии, поэтому одной из важнейших характеристик машины является количество энергии, затрачиваемой для обеспечения заданной степени измельчения. Наибольшее распространение по оценке расхода энергии на измельчение материала имеют две теории процесса измельчения: поверхностная и объемная.

Барабанные мельницы. В таких машинах измельчение материала происходит под действием ударов падающих шаров, а также за счет истирания его между шарами и внутренней поверхностью барабана. При вращении барабана шары за счет сил трения с внутренней стенкой поднимаются в направлении вращения барабана на некоторую высоту, а затем падают. Схема движения шаров в барабане мельницы под воздействием сил тяжести представлена на рис. XIX-9. Подобная работа шаров достигается при определенном числе оборотов барабана. При большом числе оборотов шары под действием центробежной силы прижимаются к корпусу барабана, не падают и тем самым не совершают полезной работы. При небольшом числе оборотов барабана шары поднимаются на недостаточную высоту, поэтому при их падении на материал не происходит эффективного измельчения. Для выбора необходимого числа оборотов барабана рассмотрим силы, действующие на шар .

многокамерные , барабан которых длиной О разделен кольцевыми диафрагмами на ряд камер , заполненных дробящими телами различных размеров. Такие мельницы обеспечивают измельчение материала до заданных размеров частиц без помощи классифицирующих устройств.

В мелкомасштабных производствах и на небольших опытных установках используют барабанные мельницы периодического действия. В таких аппаратах загрузка исходного и выгрузка измельченного материала производится через люк в цилиндрической стенке барабана. В этих мельницах часто совмещают измельчение материала с другими физическими или химическими процессами.

В кольцевых мельницах измельчается материал с начальными размерами частиц до 30-ь35 мм, степень измельчения составляет 60 и более. Такие мельницы обеспечивают измельчение материала до размера частиц 15-И8 мкм.

Измельчение материала в вибрационных мельницах осуществляется благодаря интенсивному движению и частым соударениям вибрирующих

При измельчении расходуется значительное количество энергии, поэтому важнейшей характеристикой такой машины является затрата энергии, при которой обеспечивается заданная степень измельчения. Существуют две теории процесса измельчения. По одной теории работа, затрачиваемая па измельчение материала, пропорциональна поверхности образующихся при измельчении частиц. По второй теории работа пропорциональна изменению объема измельченного материала. Принципиальная сущность первой теории заключается в следующем.