Объяснение в тексте.
Для хрупких материалов (соли и др.) применяют зубчатые валковые дробилки, которые измельчают их раскалыванием и частично раздавливанием и могут захватывать куски размером 'Д-'/г диаметра валка.
Валковые дробилки компактны и надежны в работе. Вследствие однократного сжатия материал не переизмельчается. Они наиболее эффективны для материалов умеренной твердости.
Ударно-центробежные мельницы. Дисмембратор и дезинтегратор. Рабочими частями дисмембратора (рис. 7.5) являются диски: вращающийся - со скоростью до 3000 об/мин (1) и неподвижный (3). Роль последнего выполняет внутренняя стенка корпуса. На внутренней поверхности дисков укреплены по концентрическим окружностям пальцы. При этом диски поставлены один против другого так, что пальцы (2) вращающегося диска входят в свободное пространство между пальцами (4) неподвижного диска. Число пальцев в концентрических окружностях увеличивается по направлению от центра к периферии. Материал, подлежащий измельчению, через загрузочный бункер (5) поступает в центр дисмембратора, в зону между вращающимися и неподвижными пальцами, где и происходит его измельчение. Под действием центробежной силы частицы перемещаются от центра к периферии рабочего органа дисмембратора, многократно ударяются о пальцы, поверхность дисков, испытывают взаимные удары и разрушаются. Измельченные частицы отбрасываются в улитку (6), откуда, ударяясь о корпус дисмембратора (7) и вращающийся диск, падают вниз и выводятся из машины. Для предотвращения попадания в зоны измельчения механических предметов исходное сырье проходит предварительно через магнитный сепаратор (8), который устанавливается в нижней части бункера.
Рис. 7.6. Устройство дезинтегратора.
Объяснение в тексте.
Дезинтегратор (рис. 7.6) конструктивно отличается от дисмембратора тем, что его рабочие части состоит из двух входящих друг в друга, вращающихся со скоростью до 1200 об/мин в противоположном направлении дисков (1) и (2) с пальцами (9). Каждый диск (ротор) закреплен на отдельных валах (3) и (7), которые приводятся во вращение от индивидуальных электродвигателей через шкивы (4) и (6). Материал подается в машину сбоку через воронку (8) вдоль оси дисков, отбрасывается к периферии, подхватывается пальцами и, подвергаясь многочисленным ударам, измельчается и удаляется через разгрузочную воронку (5) в нижней части корпуса.
7.1.4.2. Машины для тонкого измельчения
Барабанные мельницы. Материал измельчается внутри вращающегося корпуса (барабана) под воздействием мелющих тел. В зависимости от вида мелющих тел различают шаровые и стержневые мельницы. В зависимости от формы барабана и отношения его длины l к диаметру d различают короткие (l/d = 1,5 - 2,0), трубные (l/d = 3,0 - 6,0), цилиндро-конические мельницы (барабан имеет форму двух усеченных конусов, широкие основания которых соединены цилиндрической частью) и др.
Рис. 7.7. Шаровая мельница, а - общий вид; б - схема работы.
Шаровые мельницы. В химико-фармацевтической промышленности для тонкого измельчения наиболее широко применяются шаровые мельницы периодического действия. Они представляют собой (рис. 7.7) пустотелый вращающийся барабан, в который через люк с плотно прижатой к барабану специальной скобой-крышкой загружают измельчаемый материал и мелющие тела - стальные шары диаметром от 25 до 150 мм (приблизительно на 40-45% объема барабана). Наилучший эффект измельчения в шаровых мельницах достигается, когда скорость вращения (число оборотов барабана) является оптимальной и соответствует определенному режиму ее работы. В этот период на шар, находящийся во вращающейся мельнице (рис. 7.7,б) действует центробежная сила Р и вес шара G, равные:
P = mω2r = m ( |
πn |
)2r, |
30 |
и
G = mg,
где Р - центробежная сила, Н; т - масса шара, кг; ω - угловая скорость вращения барабана, рад/с; r - радиус вращения шара (радиус барабана), м; n - число оборотов барабана в минуту, мин-1; g- ускорение свободного падения, м/с2; G - вес шара, Н.
Шары, поднявшись на максимальную высоту, падают по параболическим траекториям. Материал в процессе соударения с шарами измельчается в основном ударом, а также истиранием и раздавливанием. При скорости вращения меньше оптимальной шары поднимаются на незначительную высоту и скатываются параллельными слоями вниз, измельчая материал лишь раздавливанием и истиранием, без участия удара.
Значительное увеличение числа оборотов приводит к тому, что центробежная сила становится настолько большой, что прекращает падение шаров, которые вращаются вместе с барабаном, не производя измельчения. На рис. 7.7,б шар в точке М изображен в момент его наибольшего подъема, после чего он начинает свободно падать по параболической траектории MN. Положение шара в точке М определяется углом падения α, который можно найти из равновесия сил, действующих на шар в этой точке:
где D - внутренний диаметр барабана мельницы, м.
Определим критическое число оборотов якр1 при котором шар начнет вращаться вместе со стенкой. Очевидно, шар не сможет оторваться от стенки, если достигнет самой высокой точки в барабане, для которой угол α = 0 и cosα = 1. В этом случае
Рабочее число оборотов барабана праб в большинстве случаев принимается равным 75% от критического и находится в пределах (с учетом всех слоев шаров) от 32 / √D до 37 / √D. Достоинствами шаровой мельницы являются простота конструкции и эксплуатации, отсутствие распыления порошка при работе. К недостаткам относится неоднородность конечного продукта (гранулометрического состава). Это требует, проведения дополнительных операций - просеивания и измельчения.
Рис. 7.8. Устройство вертикальной шаровой мельницы