Что такое вибрационные мельницы

Все большее промышленное применение получают мельницы с более высокой степенью приложения разрушающей силы, чем барабанные. К ним относятся вибрационные, центробежные, струйные, планетарные и другие измельчители.

Удельная производительность таких мельниц в несколько раз выше, чем у шаровых вращающихся, но из-за высокой энергоемкости конструкции их применяют только при низкой производительности или для тонкого измельчения отдельных партий материала. С увеличением габаритов для обработки материальных потоков с высокой производительностью надежность конструкции сильно снижается и мельницы выходят из строя.

Вибрационные мельницы

Вибрационные мельницы представляют собой камеру, заполненную загрузкой, состоящей из обрабатываемого материала, среды (газа или жидкости) и специальных технологических тел (шаров, цилиндров, стержней, роликов, труб и т д.). Движение грузу передается периодическими вибрационными встряхиваниями камеры или размещенных в ней специальных тел. В результате происходит относительное перемещение частиц груза, в зонах контакта создаются высокие механические напряжения, что приводит к разрушению твердых частиц. Пройдя по ссылке, указанной выше вы попадете на сайт компании ТЕКСА, которая является поставщиком лабораторного оборудования для различных отраслей производства и зарекомендовала себя, как надёжного партнёра на этом рынке.

В зависимости от условий процесса, вида и свойств перерабатываемого материала, свойств мелющих тел и среды, параметров процесса в вибромельницах реализуются различные технологические операции:

• измельчение;
• разрушение;
• механохимическое воздействие;
• уплотнение материалов;
• обработка поверхности и др.

Двумя основными типами вибромельниц являются подвижная (вибрационная) и неподвижная рабочая камера. В последнем движение груза сообщается специальными вибрирующими поверхностями.

К первому типу относятся все современные вибрационные мельницы промышленных размеров. Это мельницы, выполненные по однокорпусной схеме с динамическим виброгенератором, а также двух (много) корпусных мельниц с кинематическим виброгенератором. Мельницы можно приводить в движение по разным типам траекторий.

Особенности конструкции вибрационной мельницы

• Такая мельница состоит из барабана, который опирается на пружины. Барабан загружается шарами диаметром 10-50 мм размером ок. 60-70% объема.
• В корпусе на подшипниках качения установлен дебалансный вал. Он приводится в движение электродвигателем, соединенным с валом эластичной муфтой.
• Дебалансный вал исключает передачу вибраций от мельницы к электродвигателю.
• Пружинная опора корпуса и деревянная накладка практически полностью исключают передачу вибраций на основание.

При вращении дебалансного вала с частотой 1000—1500 мин 1 корпус мельницы с шарами и размолотым материалом приводится в колебательное движение по эллиптической, близкой к круговой, траектории. В этом случае шарики разрушают материал ударом и износом.

Движение шаров в вибромельнице происходит в направлении, противоположном круговым колебаниям тела. Измельченный материал проходит по телу, как жидкость, сложным спиралевидным движением.

Двухтрубная вибромельница непрерывного действия

Два трубчатых барабана соединены двумя звеньями в общий блок. Ленты опираются на раму через резиновые амортизаторы. Подшипники усилены в соединениях, где вращается приводной вал, параллельно барабанным трубам. К оси крепятся дебалансы-дебалансы. Приводной двигатель установлен на отдельной неподвижной опоре. Валы электродвигателя и мельницы соединены входным валом с двумя упругими муфтами.

При вращении вала мельницы дисбалансы развивают центробежную силу инерции и сообщают всему узлу круговые колебания малой амплитуды, поддерживаемые резиновыми амортизаторами. Исходный материал загружается в один конец верхнего барабана.

При дроблении она переходит на другой конец, где через решетку и трубу попадает в нижний барабан. После измельчения в этом барабане материал выпускается на другом конце через гофрированную трубу. Вибрационные мельницы непрерывного действия применяются для тонкого и сверхтонкого измельчения керамического сырья, специальных цементов и других продуктов. Производительность мельницы от 1 до 15 т/ч.

Форма корпуса вибромельницы

Форма корпуса вибромельницы может быть не только цилиндрической, но и корытообразной, (7-образной. Внутри корпус футерован нержавеющей марганцовистой сталью или резиной. Мелющие тела представляют собой шары или цилиндры, высота которых равен диаметру или стержням, почти равным длине тела.

Материал шара — сталь, твердые сплавы, фарфор, корунд. Производительность мельницы прямо пропорциональна плотности мелющей среды. Частота вибрации соответствует частоте вращения электродвигателя, равной 1500-3000 мин.  Амплитуда вертикальных колебаний должна быть не менее размера измельчаемой частицы. На практике амплитуда варьируется от 3 до 20 мм.

Установлено, что производительность мельницы в некоторой степени пропорциональна произведению амплитуды на частоту. Поэтому предпочтительнее увеличить частоту за счет амплитуды, получив при этом некоторые конструктивные преимущества (например, легче подобрать пружины и т.п.). При подаче материала 30 мм получается продукт с размером частиц 10 мкм. Лучшая производительность на тонких измельчениях достигается с размером подачи 0,25 мм.

Вибрационное измельчение позволяет получить продукт с размером частиц до 1 мкм с образованием новой поверхности до 500 м 2 /г. Такое растекание продукта обусловлено как самим способом измельчения (ударно-износное), так и состоянием материала в мельнице. Частицы в материале постоянно взвешиваются и вибрируют, что предотвращает их агрегацию. Наименьшие удельные энергозатраты на измельчение

Мельница шаровая вибрационная

Как правило, колебания происходят с частотой вибрации, близкой к резонансной, когда шары заполняют материалом 70% объема мельницы и все пустоты между шарами.

Вибрационные мельницы можно использовать для сухой или влажной окраски (около 50% воды). Они могут работать в периодическом или непрерывном замкнутом цикле с классификаторами.

При очень тонком измельчении (20-5 мкм) вибромельницы имеют преимущества по сравнению с барабанными мельницами той же производительности: значительно меньшее энергопотребление, меньший вес оборудования и занимаемая площадь и объем здания. Вибрационная мельница легче герметизируется, измельчение можно вести в любой газовой среде.

Конструктивно на вибрационной мельнице проще устроить кожух для водяного охлаждения или обратного нагрева. Продукт этой мельницы более однороден по размерам и содержит больше угловатых частиц (после барабанной мельницы зерна приобретают округло-округлую форму). Вибраторы можно использовать для окрашивания таких материалов, как слюда; в барабанных мельницах такие материалы плохо измельчаются.

К основным недостаткам вибромельниц относятся: зависимость размера кусков корма от размеров шаров и амплитуды колебаний мельницы (обычно размер куска не должен быть больше примерно 0,1 диаметра шара); изменение размера изделия при изменении размера пищи; непригодность для измельчения вязких материалов; особые конструктивные требования в отношении надежности мельницы, обусловленные ее работой в скоростном вибрационном режиме; необходимость преодоления ряда технических трудностей при создании вибромельниц производительностью более 5 т/ч; резкое падение удельной производительности при увеличении размеров завода.

Центробежные барабанные мельницы. В обычных барабанных мельницах прирост производительности за счет увеличения частоты вращения барабана ограничивается критической частотой вращения, выше которой центробежные силы препятствуют перемешиванию загрузки и эффективность процесса снижается. Поэтому повысить производительность можно только за счет увеличения размеров мельницы, особенно ее диаметра, а это создает серьезную инженерную проблему при проектировании нового оборудования.

Различные конструкции однокамерных и многокамерных центробежных мельниц применяются для тонкого и сверхтонкого измельчения в химической и фармацевтической промышленности. Основное их преимущество – значительное увеличение скорости измельчения. Наибольшую трудность в изготовлении промышленно- окалины для горнодобывающей промышленности заключается в низкой износостойкости основных узлов, сложности ремонта, необходимости частой калибровки и т. д.