Тонкое и сверхтонкое измельчение

В машинах для.тонкого и сверхтонкого измельчения материал с размерами частиц от 10 до 2 мм доводят до высокой танины по­мола, достигающей Ы0^-4 мм. Для этой цели служат мельницы-различных конструкций.

Барабанные мельницы представляют собой вращающиеся в го­ризонтальной плоскости цилиндрические или конические барабаны,, внутри которых находятся мелющие тела. В качестве мелющих тел используются металлические шары, стержни, окатанная галька. Материал, который необходимо измельчить, загружают в мельницу вместе с мелющими телами. При вращении барабана за счет сил трения материал поднимается на некоторый угол (рис. 79,. а).

При увеличении частоты вращения кроме сил трения начинает-действовать центробежная сила и мелющие тела вместе с измель­ченным материалом падают по параболическим траекториям. В этом случае измельчение, осуществляемое за счет ударов и исти­рания, происходит наиболее интенсивно. Такой режим работы мельницы носит название водопадного (рис. 79, б).

__ При дальнейшем увеличении числа, оборотов центробежная сила

проявляется еще сильнее и мелющие тела вместе с измельчаемым

S

материалом начинают прижиматься к стенкам мельницы (рис. 79,в). Измельчение в этом случае практически прекращается.

 

Рис. 79. Режимы работы шаровой мельницы:

а — медленное вращение, б —водопадный режим, в — вращение мате>риала и шаров по круговым траекториям

Оптимальное число оборотов п, при котором мельница работает водопадном режиме, связано с внутренним диаметром мельницы

D и выражается соотношением п

= 32/1/ D . Объем загружаемых мелющих тел составляет при­близительно 60% от общего объема загрузки мельницы. Для повышения эффективности работы в мельницу загружают ,£, шары различных размеров.

ZZZZZZ

Рис. 80. Шаровая мельница: ■

/'—загрузочная цапфа, 2—подшипники, 3 — корпус, 4 -- защитные плиты, 5 — вен-цовая шестерня, 6 — цапфа для выгрузки, 7 — решетка, 8 — мелющие тела

Рис. 81. Вибрационная мельница:

/ — цилиндрический корпус, 2 — шаро­вая загрузка, 3 — вал с дисбалансом, 4 — пружинные амортизаторы (под­ставка)

Крупные шары служат для измельчения крупных кусков материа­ла, а средние и мелкие — для истирания мелких зерен. При рабо­те шары изнашиваются, уменьшаются их размеры и масса. Поэтому периодически в мельницу добавляют новые шары, чтобы оптималь­ное соотношение их размеров оставалось постоянным.

Шаровая мельница (рис. 80) состоит из горизонтального ци­линдрического корпуса 3, вращающегося в подшипниках 2, с ук­репленными на внутренней поверхности, износостойкими защитными плитами 4. Привод осуществляется от вёнцовой шестерни 5. Мате-

S 6

риал поступает в мельницу через полую загрузочную цапфу 1. Во избежание выгрузки вместе с измельченным продуктом мелю­щих тел перед разгрузочной цапфой 6 установлена решетка 7.

Измельчение в мельницах производят сухим и мокрым спосо­бами. При мокром измельчении полученная суспензия сливается через разгрузочную цапфу.

Если в качестве мелющих тел вместо шаров применяют стерж­ни, то барабаны мельниц изготавливают удлиненной формы. Такие мельницы носят название стержневых. В мельницах этого типа продукт измельчается более равномерно, чем в шаровых.

Вибрационная мельница (рис. 81)состоит из цилиндрического
корпуса /, покоящегося на пружинной подставке 4, загруженного
на 70—80% объема шарами 2. Корпус мельницы приводится в ко­
лебательное движение валом 3, имеющим дисбаланс и частоту вра­
щения 1 000—3 000 об/мин. При вращении неуравновешенной масел
вала шары вместе с заТруженным материалом совершают движение
по эллиптическим траекториям в плоскостях, перпендикулярных
оси вращения ва'ла. Мелющие тела при этом вращаются вокруг
собственных осей и все содержимое приводится во вращение по
направлению, обратному вращению вала 3. Происходят соударение
мелющих тел, их скольжение и интенсивное истирание материала.
В вибрационных мельницах помол производится сухим и мокрым
способами.                  '                                                       .„

Для привода вибрационных мельниц служат электродвигатели повышенной мощности. Поскольку вал 3 имеет дисбаланс, вызы­вающий перемещение и трение всей массы шаров и материала, зна­чительная часть подводимой энергии переходит в теплоту, вызывая разогрев материала. Вследствие этого вибрационные мельницы не могут применяться для помола материалов, имеющих низкие тем­пературы плавления или размягчающихся при нагревании.

Благодаря интенсивному ударно-истирающему действию в виб­рационной'мельнице обеспечиваются высокая дисперсность продук­та и однородность размеров измельчаемого материала. Вместе с тем производительность мельниц этого - типа относительно низка, так как до 80% рабочего объема мельницы занято мелющими те­лами. Кроме того, применение машин этого типа ограничено быст­рым износом мелющих тел, корпусов и подшипников.

В вибрационных мельницах значительная часть подводимой энергии затрачивается на преодоление инерционных усилий корпу­са мельницы и мелющих, тел. Масса загружаемого материала •по отношению к массе всех вибрирующих частей мельницы невелика, поэтому полезно затрачиваемая работа измельчения незначительна.

Стремление избежать больших инерционных масс механизмов привело к созданию пневматических мельниц различных конструк­ций, у которых необходимая для измельчения материала энергия. сообщается струей воздуха (перегретого пара, инертного газа), по­даваемого из сопла со звуковыми и сверхзвуковыми скоростями.

Примером служит струйная мельница с трубчатой помольной камерой. Мельница (рис. 82) состоит из замкнутого трубного кон-

4—2063

97

тура /, нижняя часть которого имеет систему сопл 6, подающих воздух. Сопла расположены таким образом, что оси двух смежных сопл пересекаются на некотором расстоянии от внутренней стенки трубы. Измельчаемый материал подается инжектором 5. Измель­чение материала происходит за счет многократного соударения частиц, находящихся в вихревом потоке? Поле центробежных сил,

 

Рис. %2. Струйная мельница:                Рис. 83. Способы грохог

/ — трубный контур, 2 — верхнее                        чения:

колено, 3 - жалюзийная решетка.         о — от мелкого к крупному,

4 — труба для удаления измельчен-          б — от крупного к мелкому,
ного продукта, 5 — инжектор для       в — комбинированный

подачн материала, 6 — сопла для

подвода воздуха

возникающее при поворотах потока в колене 2, позволяет произво­дить сортировку измельченного материала. Крупные частицы, об­ладающие большей кинетической энергией, отбрасываются к внеш­ней стенке трубы и по нисходящему стволу вновь поступают в зону измельчения. Мелкие частицы движутся вместе с потоком газа и выходят через жалюзийную решетку 3 в трубу 4 и далее поступают во внешнюю систему улавливания на циклоны и рукавные фильтры. В струйных мельницах достигается высокая однородность из­мельчаемого продукта, однако они требуют больших энергозатрат, так как расходуют значительные количества сжатого газа. Поэто­му струйные мельницы применяются только для сверхтонкого из­мельчения дорогостоящих продуктов.

98

Коллоидные мельницы для мокрого сверхтонкого измельчения состоят из статора и вращающегося в нем с окружной скоростью до 100 м/с ротора. Зазоры между статором и ротором не превыша­ют 0,05 мм. Частицы материала, попавшие в этот, зазор, вращаются вокруг собственных осей с такими высокими скоростями, что раз­рываются под действием центробежных сил. Агрегирования частиц не происходит, так как они находятся в жидкости. Мелющие орга- ' ны коллоидных мельниц быстро изнашиваются и могут загрязнить продукты помола материалом, из которого они изготовлены.

⇐ Предыдущая13141516171819202122Следующая ⇒

Поделиться: