Отечественные клиновые мельницы для тонкого и сверхтонкого измельчения.
Клиновые мельницы эффективно передают энергию от привода к измельчаемому материалу, требуют минимум энергозатрат. Потребляется ровно столько энергии сколько необходимо для разрушения определенной частицы (или определенного конгломерата частиц). Имеют высокую скорость измельчения, высокую производительность и минимальный износ рабочих элементов помольной камеры. Возможно вести помол различных материалов в одном агрегате с последующим их смешиванием.
Отличие существующих способов шарового измельчения от клинового способа
Описание:
Принципиально новый – детерминированный способ передачи измельчающего воздействия на измельчаемые частицы, в котором затраты энергии (не считая потерь холостого хода) проводятся только во время непосредственного контакта частицы и мелющего тела и только в объеме необходимом для разрушения частицы.
Этот эффект может быть получен как на плоских опорных поверхностях (дисковые клиновые мельницы), так и на поверхностях тел вращения (цилиндрические клиновые мельницы)
В основе процесса клинового измельчения лежит раздавливание частиц исходного питания путем заклинивания их между неподвижной опорной поверхностью и имеющим форму тела вращения мелющим телом, которое получает вращение от подвижной опорной поверхности.
На рисунке ниже представлена схема силовых воздействий на частицу при ее взаимодействии с мелющим телом и неподвижной опорной поверхностью и передачи дробящего усилия на мелющее тело от электропривода через подвижную опорную поверхность.
В период между единичными актами измельчения мелющее тело свободно обкатывает подвижную и неподвижную опорные поверхности, потребляя на холостом ходу энергию, соизмеримую с потерями холостого хода подшипника качения.
Клиновые мельницы одинаково стабильно работают и при нулевом рабочем зазоре, при дозированном исходном питании и «под завалом», что особенно ценно в производственных условиях.
За счет изменения конструктивных параметров (диаметров шаров и помольной камеры, длины помольной камеры, числа мелющих тел), а так же технологических параметров: числа оборотов ротора, величины рабочего зазора между опорными поверхностями и мелющими телами, крупности исходного питания, производительности можно регулировать тонину помола готового продукта в широчайших пределах.
Устройство и принцип работы:
Клиновые мельницы состоят из концентрично расположенных конусов: вращающегося ротора и неподвижного корпуса, между которыми в один ряд свободно засыпаны мелющие шары.
В зазор между ротором и корпусом (в помольную камеру) подается измельчаемый материал, который перемещаясь под действием силы тяжести сверху вниз измельчается за счет многократного взаимодействия с мелющим телами. Готовый продукт свободно высыпается в нижней части устройства.
Клиновые мельницы в этом варианте исполнения за счет конусности элементов помольной камеры, один (или оба) из которых имеет возможность вертикального перемещения, могут автоматически поддерживать постоянство рабочего зазора между мелющими телами и опорными поверхностями, компенсируя их износ и этим стабилизируя качество готового продукта.
Принципиальное отличие существующих способов шарового измельчения (и не только его) от клинового способа:
В существующих способах измельчения (в т.ч. в современных автоматизированных мельничных комплексах) внешнее измельчающее воздействие прилагается к мелющему телу вне зависимости от того контактирует ли оно при этом с измельчаемой частицей и его величина постоянна и не зависит от прочности частицы. Таким образом, затраты энергии постоянны и не имеют обратной связи с реальными потребностями в ней в каждом единичном акте измельчающего взаимодействия, что и приводит к избыточному энергопотреблению
В клинковом способе расположенные в один ряд мелющие тела свободно перемещаются между неподвижной и подвижной опорными поверхностями до тех пор, пока под одну из них не попадет частица измельчаемого материала. Тогда только это мелющее тело, заклинившись одновременно на частице и на подвижной опорной поверхности (за счет угла трения), накатываясь на частицу без проскальзывания, передает ей от привода через подвижную опорную поверхность ровно столько энергии, сколько необходимо для ее разрушения. Выйдя из контакта с частицей, мелющее тело продолжит свободное перемещение по опорным поверхностям с минимальными потерями холостого хода.
Преимущества:
– клиновые мельницы эффективно передают энергию от привода к измельчаемому материалу,
– повышение раздавливающего усилия при уменьшении размера частиц,
– увеличение эффективности открытого цикла измельчения при увеличении тонины помола,
– высокая скорость измельчения. На практике, например, песок крупностью от 100 –5 мкм. удается получать за время в диапазоне от нескольких до десятков секунд,
– клиновые мельницы требуют минимум энергозатрат. Потребляется ровно столько энергии сколько необходимо для разрушения определенной частицы (или определенного конгломерата частиц),
– минимальные потери холостого хода. Затраты на холостой ход соизмеримы с потерями холостого хода в многорядных шариковых подшипниках без сепаратора и их КПД может превышать 90%,
– минимальный износ рабочих элементов помольной камеры,
– минимум вспомогательных затрат на реализацию технологических схем измельчения,
– минимальные затраты на изготовление, монтаж и эксплуатацию,
– широкое применение для измельчаемых материалов, как сухим, так и мокрым способами с применением искусственного охлаждения и без него,
– клиновые мельницы имеют большую удельную производительность,
– возможность вести помол различных материалов в одном агрегате с последующим их смешиванием,
– возможность получения конечного продукта искусственно составленного гранулометрического состава, полученного за счет смешивания продуктов измельчения в разных слоях, мельницы, работающих в специально подобранных режимных и конструктивных условиях.
Технические характеристики:
Технические характеристики клиновых мельниц существенно зависят от физико–механических свойств объекта измельчения и требований к тонине помола готового продукта в связи, с чем даны в широком диапазоне достижимых параметров на конкретном аппарате.
Клиновая мельница цилиндрическая с диаметром помольной камеры 100 мм (МКЦ–100):
Производительность: от 20 до 100 кг/час.
Тонина помола R90: от 100 мкм до 20 мкм.
Максимальная температура в помольной камере (без водяного охлаждения): не более 90 градусов С.
Мощность электродвигателя: 4 квт.
Диаметр шаров шаровой загрузки: от 2 мм. до 20 мм.
Габариты: BxLxH мм., не более: 500х850х1100.
Масса: не более 230 кг.