Что такое лопастная мельница? Универсальная дробилка для измельчения крупной и средней крупности

Что такое лопастная мельница?

Проще говоря, лопастная мельница — это механическая дробильная машина, в которой используется высокоскоростной вращающийся вал, оснащенный лопастными лопастями, для измельчения кускового, хрупкого, волокнистого или слежавшегося исходного материала в однородный порошок крупного или среднего размера. Такие отрасли, как химическое производство, пищевая промышленность, керамика, переработка полезных ископаемых, производство аккумуляторных материалов, сельскохозяйственная продукция и переработка твердых отходов, используют его в качестве первого этапа измельчения, практического моста между сырыми кусками, поступающими из хранилища, и последующими стадиями тонкого измельчения или смешивания.

Вместо того, чтобы сжимать материал между двумя твердыми поверхностями, как это делает щековая или валковая дробилка, его ударяет лопастная мельница. Лопасти проносятся по камере дробления на высокой скорости, ударяя по корму и отбрасывая его о стену камеры и перфорированное сито. Каждый комок разбивается за счет удара, сдвига и истирания до тех пор, пока фрагменты не станут достаточно маленькими, чтобы пройти через отверстия сита и покинуть машину. Эта единственная идея — повторяющиеся быстрые удары внутри экранированной камеры — объясняет большую часть сильных сторон машины, ее ограничений и способа ее выбора для данного процесса.

Данное оборудование принадлежит к более широкому семейству роторных дробилок, а также к молотковым, штифтовым и дезинтеграторным мельницам. Что отличает его, так это форма оснастки ротора: широкие, похожие на лезвия лопасти, а не тонкие качающиеся молотки или тонкие штифты. Такая геометрия обеспечивает более мягкое действие с преобладанием сдвига, что имеет значение, когда сырье является рыхлым, термочувствительным или просто агломерированным, а не действительно твердой породой. Репрезентативную машину в этом семействе продуктов можно просмотреть на сайте Страница продукта лопастной мельницы.

Основная функция и принцип работы

От кускового корма к контролируемому порошку

Основная работа лопастной мельницы заключается в преобразовании грубого, неравномерного сырья, будь то комки, хлопья, прессованные куски, агломераты или вторичный лом, в сыпучий порошок с предсказуемым размером верхних частиц. Материал обычно поступает в машину сверху через бункер, часто при помощи вибрационного или шнекового питателя, который поддерживает постоянную скорость подачи. Сила тяжести переносит его в камеру дробления, где ротор вращается с высокой скоростью, а лопасти улавливают падающий материал и ускоряют его наружу.

Поскольку кончики лопастей движутся гораздо быстрее, чем падающий корм, первый контакт уже наносит сильный удар. Затем осколки отбрасываются на износные пластины камеры и экран, снова разбиваются и падают обратно на путь ротора. Этот цикл повторяется много раз в секунду, поэтому по одному комку можно удариться десятки раз, прежде чем он станет достаточно маленьким, чтобы ускользнуть.

Экран или решетка в нижней части камеры действует как классификатор и контроль разгрузки. Проходят только частицы размером меньше апертуры экрана; все более грубое остается внутри и снова подвергается удару. В этом смысле машина частично саморегулируется: верхний размер продукта фиксируется ситом, а не только скоростью ротора, поэтому выбор сита является наиболее важным решением при выборе лопастной мельницы.

Дробящий механизм внутри камеры

Внутри камеры работают вместе три механизма.:

• Влияние — Наконечник лопасти ударяет прямо по комку, открывая трещины вдоль естественных слабостей материала.
• сдвиг — широкие лопасти перетаскивают материал через стенку камеры и сито, разрывая мягкие, хлопьевидные или волокнистые частицы, а не разбивая их.
• Потертость — трение фрагментов друг о друга и о гильзы скругляет края и изменяет характер поверхности готового порошка.

Поскольку сдвиг и истирание играют большую роль, чем в молотковой мельнице, лопастная мельница имеет тенденцию производить продукт с меньшим количеством очень мелких частиц, меньшим количеством пыли в воздухе и меньшим выделением тепла при той же степени измельчения. Это настоящее преимущество для материалов, которые подгорают, плавятся, размазываются или теряют кристалличность при нагревании.

Ключевые параметры процесса и их влияние

Скорость ротора определяет, насколько энергичным будет каждый удар. Увеличение скорости делает продукт мельче и увеличивает долю мелочи, но также ускоряет износ лопастей, вкладышей и сит и повышает температуру внутри камеры. Снижение скорости позволяет получить более грубый и гранулированный продукт с более длительным сроком службы изнашиваемых деталей.

Апертура экрана устанавливает максимальный размер частиц, которые могут выйти. Большое отверстие обеспечивает высокую пропускную способность и крупнозернистость продукта; маленькое отверстие дает более мелкий продукт, но снижает производительность и увеличивает нагрузку на ротор. Количество лопастей, ширина лопастей и угол, под которым последовательные лопасти расположены вдоль вала, определяют, сколько раз материал ударяется, прежде чем он достигнет сита, поэтому большее количество хорошо расположенных лопастей обычно означает более равномерный помол.

Не менее важное значение имеют характеристики корма. Крупные комки, которые невозможно поймать лопастями, могут просто подпрыгивать по камере; очень влажный или липкий материал ослепляет экран и заставляет машину работать частично полностью, тратя энергию и выделяя тепло; абразивная подача сокращает срок службы каждой изнашиваемой детали. Скорость подачи также должна соответствовать производительности: недостаточная подача приводит к потере энергии на тонну, а избыточная подача приводит к дросселированию камеры, увеличению внутренней рециркуляции и может привести к тому, что размер продукта превысит целевой размер.

Основные конфигурации и основные компоненты

Лопастные мельницы не представляют собой единую стационарную конструкцию. Они различаются в зависимости от обязанностей, гигиенических требований и способа обращения с продукцией предприятия. Однако основные строительные блоки одинаковы для всех моделей.

Ротор и лопасти в сборе

Ротор представляет собой горизонтальный вал, на котором рядами установлены лопасти. В зависимости от модели лопасти могут быть жестко закреплены на валу или удерживаться в держателях, что позволяет заменять отдельные лопасти, не разбирая весь ротор. Расположение рядов под разными углами равномерно распределяет нагрузку и предотвращает удар ротора по всему материалу в одной точке. Поскольку ротор определяет как качество измельчения, так и потребляемую мощность, его баланс имеет решающее значение: несбалансированный ротор вызывает вибрацию, износ подшипников и нестабильный продукт.

Дробильная камера, футеровки и сито

Камера окружает ротор и обеспечивает неподвижные поверхности, на которые выбрасывается материал. Сменные пластины вкладыша защищают корпус камеры от истирания и могут поставляться из углеродистой стали, нержавеющей стали или, для агрессивной подачи, из более твердых износостойких сплавов. Сито или решетка на разгрузочном конце определяет верхний размер продукта и обычно является наиболее часто заменяемой деталью. Если необходимо избежать загрязнения металлами, все контактные части могут быть изготовлены из нержавеющей стали или оснащены неметаллическими покрытиями.

Привод, подшипники и рама

Двигатель, обычно посредством ременной передачи или прямой муфты, вращает ротор. Ременный привод позволяет регулировать скорость ротора путем замены шкивов, что полезно, когда заводу необходимо точно настроить продукт без покупки нового инструмента. Подшипники несут как вес ротора, так и несбалансированные ударные нагрузки, поэтому они обычно предназначены для тяжелых условий эксплуатации, герметизированы и смазаны для непрерывной работы. Рама связывает все вместе и должна быть достаточно жесткой, чтобы ротор оставался выровненным в условиях постоянной вибрации.

Организация кормления и выписки

Корм может подаваться самотеком из бункера, вибрационным питателем или шнековым конвейером, если требуется контролируемая, беспыльная подача. Выгрузка может осуществляться под действием силы тяжести в бункер или конвейер или с помощью воздушного потока, который выметает мелкие частицы из камеры, как только они становятся достаточно маленькими, чтобы пройти через сито. Выброс воздуха повышает производительность при тонком помоле и помогает сохранять камеру прохладной, но для этого требуется пылесборник и более тщательная конструкция системы.

Контроль пыли и герметизация

При дроблении всегда образуется пыль, поэтому уплотнения на входах в шахту, закрытый выпуск и подключение к системе вытяжки являются стандартными функциями. Хорошая герметизация защищает подшипники, поддерживает чистоту рабочей зоны, а в случае пищевых, фармацевтических материалов или аккумуляторов предотвращает перекрестное загрязнение между партиями.

Ключевые показатели эффективности и точки выбора

Пропускная способность и коэффициент сокращения

Первая цифра, о которой спрашивает любой покупатель, — это производительность: сколько килограммов или тонн в час может переработать машина? Производительность никогда не является фиксированной величиной, поскольку она зависит от твердости, объемной плотности, влажности и исходного размера корма, а также от размера целевого продукта. Та же мельница, которая обеспечивает высокую производительность при использовании мягкого сухого сырья, будет производить гораздо меньшую производительность при использовании твердого и влажного сырья. Таким образом, полезным способом определения машины является парное требование: эта подача, уменьшенная с этого максимального размера до этого максимального размера, с этой скоростью.

Контроль размера частиц и распределение

Качество продукции характеризуется размером верхушки и формой распределения по размерам. Узкое распределение, при котором большинство частиц имеют размер, близкий к заданному, с небольшими крайностями, обычно означает лучшее поведение на последующих этапах смешивания, таблетирования, спекания или распыления. Апертура сита и скорость ротора вместе определяют распределение, а хорошо спроектированная камера с правильно расположенными лопастями еще больше сужает его, давая каждой частице одинаковое количество ударов.

Энергопотребление и эффективность

Уменьшение размера является энергоемким по своей природе. Практичным способом сравнения машин является удельная энергия: электроэнергия, потребляемая на тонну приемлемого продукта. Мельница, которая измельчает агрессивно, но производит большую долю нежелательной мелочи, может выглядеть быстрой, но потреблять больше энергии на тонну реализуемой продукции. Эффективная работа означает согласование скорости ротора, сита и скорости подачи, чтобы камера работала стабильно, а не скачками.

Автоматизация и управляемость

Современные агрегаты часто поставляются с частотно-регулируемым приводом, поэтому скорость вращения ротора можно регулировать с панели, а не менять шкивы. Питатели могут быть заблокированы в зависимости от нагрузки мельницы, потребляемого тока или температуры, что позволяет линии работать с постоянной контролируемой скоростью. Для заводов, которым необходимо документировать партии, запись тока, времени работы и пропускной способности обеспечивает простую отслеживаемость.

Техническое обслуживание и изнашиваемые детали

Лопасти, вкладыши и экраны изнашиваются, поэтому реальный вопрос дизайна заключается в том, насколько быстро и легко их можно заменить. Быстро открывающиеся камеры, реверсивные или индексируемые лопасти, а также сита, которые выпадают без снятия ротора, сокращают время простоя. Легкий доступ к подшипникам для смазки и простое натяжение ремня также являются практическими соображениями.

Материалы конструкции и уровень гигиены

Для общепромышленного применения достаточно окрашенной углеродистой стали. Для пищевой, фармацевтической или аккумуляторной промышленности контактные поверхности из нержавеющей стали, полированные сварные швы, внутренняя геометрия без зазоров и легкий доступ для очистки становятся обязательными. Выбор правильной конструкции на этапе спецификации намного дешевле, чем последующая модернизация машины.

Применение и советы по выбору

Где используются лопастные мельницы

В химической промышленности машина перерабатывает агломерированные полуфабрикаты, смолы, пигменты, красители и гранулы удобрений. Производители пищевых продуктов используют его для производства сахара, соли, специй, сушеных овощей и крахмала, где низкое тепловыделение защищает вкус и цвет. Производители керамики и стекла измельчают фритту, глину и глазурь; переработчики полезных ископаемых уменьшают содержание известняка, гипса, полевого шпата и каолина. Материалы для аккумуляторов и электронных устройств, которые поступают в виде прессованных лепешек или слегка спеченных блоков, часто перед тонким измельчением измельчаются в лопастной мельнице. Линии по переработке пластика, резины и смешанных отходов используют его для переработки отходов, сельское хозяйство использует его для кормов и биомассы, а лаборатории полагаются на него для подготовки репрезентативных проб перед анализом.

Как выбрать подходящую машину

Начните с материала, а не с мельницы. Установите твердость, содержание влаги, объемную плотность, размер верхней части загрузки, целевой размер верхней части, требуемую производительность, температурную чувствительность, абразивность и класс гигиены. Затем сопоставьте их с диапазоном скоростей ротора, доступными вариантами сит, конструкционным материалом, стилем подачи и разгрузки, а также требованиями к сбору пыли. Пользователи лабораторий и предприятий мелкосерийного производства обычно отдают предпочтение гибкости, простоте очистки и малой занимаемой площади, в то время как пользователи опытных и производственных предприятий отдают приоритет пропускной способности, времени безотказной работы, сроку службы изнашиваемых деталей и чистой интеграции с оборудованием подачи, транспортировки и экстракции. По возможности запрашивайте испытание на собственном материале: короткий тестовый прогон дает ответы на вопросы, на которые не отвечают таблицы данных. Дополнительные сведения о конфигурации и параметрах контактной поверхности приведены на странице страница лопастной мельницы.

Часто задаваемые вопросы

Лопастная мельница — это то же самое, что молотковая мельница?

Нет, хотя они близкие родственники. В обоих используется быстрый ротор внутри сетчатой ​​камеры, но в молотковых мельницах используются тонкие качающиеся молотки, которые наносят концентрированные удары, что подходит для твердых, хрупких материалов и высоких коэффициентов измельчения. В лопастной мельнице используются более широкие фиксированные лезвия, поэтому большая часть энергии уходит на сдвиг и истирание. В результате получается продукт, содержащий меньше мелких частиц и меньше тепла, который подходит для более мягких, волокнистых, агломерированных или чувствительных к температуре кормов.

Как сделать продукт лучше?

Есть три рычага в порядке эффекта: установите сито с меньшими отверстиями, увеличьте скорость ротора в пределах допустимого диапазона машины и уменьшите скорость подачи, чтобы камера не была перегружена. Изменение всех трех одновременно обычно дает более тонкий, но более горячий продукт, поэтому имеет смысл перемещать по одному параметру за раз и проверять результат.

Какие материалы нельзя обрабатывать?

Очень твердые, высокоабразивные породы, вязкие пластичные металлы и липкие пасты с высоким содержанием влаги — все это плохие кандидаты: они изнашивают машину, деформируют, а не ломают, или слепят сито. Лопастная мельница лучше всего работает с хрупким, рыхлым или агломерированным, достаточно сухим материалом.

Сколько обслуживания требуется?

Рутинная работа проста: проверьте натяжение ремня и смазку подшипников, осмотрите лопасти, вкладыши и сетки на предмет износа, поддерживайте в порядке уплотнения и систему пылеудаления. Замена изнашиваемых деталей является основной статьей текущих расходов, поэтому интервал почти полностью зависит от абразивности исходного материала и от того, насколько мелким должен быть продукт. Интервалы замены можно планировать после того, как завод зарегистрирует степень износа собственного материала, а запасные сита и лопасти обычно имеются в наличии, поэтому замена занимает минуты, а не часы. Если рассматривать их вместе с описанным выше принципом работы, эти реалии технического обслуживания определяют, подходит ли машина для данной линии; Полный набор спецификаций доступен на сайте Список продукции лопастной мельницы.