Máy nghiền mái chèo là gì? Máy nghiền đa năng để giảm kích thước thô và trung bình

Máy nghiền mái chèo là gì?

Nói một cách dễ hiểu, máy nghiền cánh khuấy là một máy nghiền cơ học sử dụng trục quay tốc độ cao được trang bị các lưỡi dao hình mái chèo để phá vỡ nguyên liệu thức ăn dạng vón cục, giòn, xơ hoặc vón thành dạng bột đồng nhất từ ​​thô đến trung bình. Các ngành công nghiệp như sản xuất hóa chất, chế biến thực phẩm, gốm sứ, chế biến khoáng sản, vật liệu pin, nông sản và tái chế chất thải rắn sử dụng nó như bước giảm kích thước đầu tiên, cầu nối thực tế giữa các cục thô đến từ kho lưu trữ và các giai đoạn nghiền hoặc trộn mịn tiếp theo.

Thay vì ép vật liệu giữa hai bề mặt cứng như cách máy nghiền hàm hoặc máy nghiền cuộn thực hiện, máy nghiền cánh khuấy sẽ đập vào vật liệu. Các cánh khuấy quét qua buồng nghiền với tốc độ nhanh, đập vào thức ăn và ném nó vào thành buồng nghiền và một tấm chắn đục lỗ. Mỗi cục bị vỡ do sự kết hợp của va đập, cắt và mài mòn cho đến khi các mảnh đủ nhỏ để vượt qua các khe hở của màn hình và rời khỏi máy. Ý tưởng duy nhất đó, tác động nhanh chóng lặp đi lặp lại bên trong buồng được sàng lọc, giải thích hầu hết các điểm mạnh, giới hạn của máy và cách thức lựa chọn máy cho một quy trình nhất định.

Thiết bị này thuộc dòng máy nghiền dựa trên rôto rộng hơn, cùng với máy nghiền búa, máy nghiền chốt và máy nghiền lồng. Điều làm nên sự khác biệt của nó là hình dạng của dụng cụ rôto: các cánh chèo rộng, giống như lưỡi dao chứ không phải là những chiếc búa vung mỏng hoặc những chiếc chốt thanh mảnh. Hình học đó tạo ra một hành động nhẹ nhàng hơn, chủ yếu là lực cắt, điều này quan trọng khi thức ăn dễ vỡ, nhạy cảm với nhiệt hoặc đơn giản là kết tụ chứ không phải là đá cứng thực sự. Một máy đại diện trong dòng sản phẩm này có thể được xem xét trên trang sản phẩm máy nghiền mái chèo.

Chức năng cốt lõi và nguyên tắc làm việc

Từ thức ăn dạng cục đến dạng bột có kiểm soát

Công việc cơ bản của máy nghiền cánh khuấy là chuyển đổi nguyên liệu thô, không đều, cho dù là dạng cục, mảnh, bánh ép, chất kết tụ hoặc phế liệu tái chế, thành bột chảy tự do với kích thước hạt trên cùng có thể dự đoán được. Vật liệu thường đi vào máy từ phía trên thông qua phễu, thường được hỗ trợ bởi bộ cấp liệu rung hoặc bộ cấp liệu trục vít giữ tốc độ cấp liệu ổn định. Trọng lực đưa nó vào buồng nghiền, nơi rôto quay với tốc độ cao và các cánh khuấy đỡ vật liệu đang rơi và đẩy nó ra phía ngoài.

Bởi vì các đầu của cánh khuấy di chuyển nhanh hơn nhiều so với lần tiếp xúc đầu tiên nên lần tiếp xúc đầu tiên đã tạo ra một cú đánh mạnh. Sau đó, các mảnh vỡ được ném vào các tấm mài mòn của buồng và màn hình, vỡ ra lần nữa và rơi trở lại đường đi của rôto. Chu kỳ này lặp đi lặp lại nhiều lần trong một giây, do đó, một khối u có thể bị đập hàng chục lần trước khi nó đủ nhỏ để thoát ra ngoài.

Màn hình hoặc lưới ở đáy buồng đóng vai trò vừa là bộ phân loại vừa là bộ điều khiển xả. Chỉ những hạt nhỏ hơn khẩu độ màn hình mới đi qua; bất cứ thứ gì thô hơn vẫn ở bên trong và bị đánh lại. Theo nghĩa đó, máy có khả năng tự điều chỉnh một phần: kích thước trên cùng của sản phẩm được cố định bởi sàng thay vì chỉ bằng tốc độ rôto, đó là lý do tại sao lựa chọn sàng là quyết định quan trọng nhất khi chỉ định máy nghiền cánh khuấy.

Cơ chế nghiền bên trong buồng

Ba cơ chế hoạt động cùng nhau bên trong buồng:

• Sự va chạm — đầu mái chèo đập trực tiếp vào khối u, mở ra các vết nứt dọc theo điểm yếu tự nhiên của vật liệu.
• cắt — các cánh khuấy rộng kéo vật liệu qua thành buồng và màn chắn, xé các hạt mềm, bong tróc hoặc dạng sợi thay vì làm vỡ chúng.
• Tiêu hao — các mảnh cọ xát với nhau và chống lại các lớp lót làm tròn các cạnh và thay đổi đặc tính bề mặt của bột thành phẩm.

Do lực cắt và độ mài mòn đóng vai trò lớn hơn so với máy nghiền búa nên máy nghiền cánh khuấy có xu hướng tạo ra sản phẩm có ít hạt cực mịn hơn, ít bụi trong không khí hơn và ít nhiệt sinh ra hơn với cùng một tỷ lệ giảm. Đó là một lợi thế thực sự đối với các vật liệu dễ bị cháy, tan chảy, nhòe hoặc mất kết tinh khi chúng nóng lên.

Các thông số quy trình chính và tác dụng của chúng

Tốc độ cánh quạt kiểm soát mức độ năng lượng của mỗi tác động. Việc tăng tốc độ làm cho sản phẩm mịn hơn và tăng tỷ lệ hạt mịn, nhưng nó cũng làm tăng tốc độ mài mòn của các cánh khuấy, lớp lót và màn chắn đồng thời làm tăng nhiệt độ bên trong buồng. Việc giảm tốc độ sẽ tạo ra sản phẩm thô hơn, dạng hạt hơn với tuổi thọ bộ phận mài mòn dài hơn.

Khẩu độ màn hình đặt kích thước hạt tối đa có thể thoát ra. Lỗ mở lớn cho năng suất cao và sản phẩm thô; một lỗ nhỏ tạo ra sản phẩm mịn hơn nhưng làm giảm công suất và tăng tải cho rôto. Số lượng cánh khuấy, chiều rộng cánh khuấy và góc mà tại đó các cánh chèo liên tiếp được đặt so le dọc theo trục xác định số lần vật liệu được đập trước khi nó chạm tới màn hình, do đó, các cánh chèo được sắp xếp hợp lý thường có nghĩa là xay đồng đều hơn.

Đặc điểm thức ăn cũng quan trọng không kém. Các cục quá lớn không thể vớt được bằng mái chèo có thể nảy ra xung quanh buồng; vật liệu quá ẩm hoặc dính sẽ làm mờ màn hình và buộc máy chỉ chạy nửa chừng, gây lãng phí năng lượng và sinh nhiệt; thức ăn mài mòn làm giảm tuổi thọ của mọi bộ phận bị mài mòn. Tốc độ cấp liệu cũng phải phù hợp với công suất: cấp liệu thiếu sẽ lãng phí năng lượng trên mỗi tấn, trong khi cấp liệu quá mức sẽ làm nghẹt buồng, tăng tuần hoàn bên trong và có thể đẩy kích thước sản phẩm lên trên mục tiêu.

Cấu hình chính và thành phần cốt lõi

Máy nghiền mái chèo không phải là một thiết kế cố định duy nhất. Chúng khác nhau tùy theo nhiệm vụ, yêu cầu vệ sinh và cách nhà máy muốn xử lý sản phẩm của mình. Tuy nhiên, các khối xây dựng chính là nhất quán giữa các mô hình.

Lắp ráp cánh quạt và mái chèo

Rôto là một trục nằm ngang trên đó các cánh quạt được lắp thành hàng. Tùy thuộc vào kiểu máy, các cánh khuấy có thể được cố định chắc chắn vào trục hoặc được giữ trong các giá đỡ để có thể thay thế các cánh riêng lẻ mà không cần tháo toàn bộ rôto. Việc sắp xếp các hàng ở các góc khác nhau sẽ trải đều tải và ngăn rô-to chạm vào tất cả vật liệu tại một điểm. Bởi vì rôto xác định cả chất lượng mài và công suất tiêu thụ, nên sự cân bằng của nó rất quan trọng: rôto không cân bằng tạo ra rung động, mài mòn ổ trục và sản phẩm không đồng đều.

Buồng nghiền, lớp lót và màn hình

Buồng bao quanh rôto và cung cấp các bề mặt cố định mà vật liệu bị ném vào. Các tấm lót có thể thay thế được để bảo vệ thân buồng khỏi bị mài mòn và có thể được cung cấp bằng thép carbon, thép không gỉ hoặc, đối với thức ăn mạnh, hợp kim chống mài mòn cứng hơn. Màn hình hoặc lưới ở đầu xả xác định kích thước trên cùng của sản phẩm và thường là hạng mục được thay thế thường xuyên nhất. Khi phải tránh nhiễm bẩn kim loại, tất cả các bộ phận tiếp xúc có thể được làm bằng thép không gỉ hoặc được trang bị lớp lót phi kim loại.

Ổ đĩa, vòng bi và khung

Một động cơ, thường thông qua bộ truyền động đai hoặc khớp nối trực tiếp, làm quay rôto. Truyền động đai cho phép điều chỉnh tốc độ rôto bằng cách thay đổi ròng rọc, điều này rất hữu ích khi nhà máy cần tinh chỉnh sản phẩm mà không cần mua dụng cụ mới. Vòng bi chịu cả trọng lượng rôto và tải trọng tác động không cân bằng, vì vậy chúng thường chịu tải nặng, được bịt kín và bôi trơn để hoạt động liên tục. Khung liên kết mọi thứ lại với nhau và phải đủ cứng để giữ cho rôto thẳng hàng trong điều kiện rung động liên tục.

Sắp xếp cho ăn và xuất viện

Thức ăn có thể được phân phối bằng trọng lực từ phễu, bằng máy cấp liệu rung hoặc bằng băng tải trục vít khi cần cấp liệu được kiểm soát, không có bụi. Việc xả có thể bằng trọng lực vào thùng hoặc băng tải, hoặc được hỗ trợ bởi luồng không khí quét các hạt mịn ra khỏi buồng ngay khi chúng đủ nhỏ để vượt qua màn hình. Hệ thống xả khí quét giúp cải thiện công suất nghiền mịn và giúp giữ cho buồng nguội, nhưng nó đòi hỏi bộ thu bụi và thiết kế hệ thống cẩn thận hơn.

Kiểm soát bụi và niêm phong

Quá trình nghiền luôn tạo ra bụi, vì vậy các vòng bịt ở đầu vào trục, bộ xả kín và kết nối với hệ thống chiết là các tính năng tiêu chuẩn. Việc bịt kín tốt sẽ bảo vệ vòng bi, giữ cho khu vực làm việc sạch sẽ và đối với vật liệu thực phẩm, dược phẩm hoặc pin, ngăn ngừa lây nhiễm chéo giữa các lô.

Các chỉ số hiệu suất chính và điểm lựa chọn

Tỷ lệ thông lượng và giảm

Con số đầu tiên mà người mua hỏi đến là công suất: máy có thể xử lý bao nhiêu kg hoặc tấn mỗi giờ? Công suất không bao giờ là một con số cố định, bởi vì nó phụ thuộc vào độ cứng, mật độ khối, độ ẩm và kích thước ban đầu của thức ăn cũng như kích thước sản phẩm mục tiêu. Cùng một máy nghiền mang lại sản lượng cao trên nguyên liệu khô, mềm sẽ tạo ra ít hơn nhiều trên nguyên liệu cứng, ẩm. Do đó, cách hữu ích để chỉ định một máy là một yêu cầu được ghép nối: nguồn cấp dữ liệu này, được giảm từ kích thước trên cùng này xuống kích thước trên cùng đó, với tốc độ này.

Kiểm soát và phân phối kích thước hạt

Chất lượng sản phẩm được mô tả bởi kích thước trên cùng và hình dạng phân bổ kích thước. Sự phân bố hẹp, trong đó hầu hết các hạt nằm gần kích thước mục tiêu với một vài điểm cực trị, thường có nghĩa là hoạt động tốt hơn ở phía sau trong quá trình trộn, tạo viên, thiêu kết hoặc phun. Khẩu độ màn hình và tốc độ cánh quạt cùng nhau thiết lập sự phân bổ và một buồng được thiết kế tốt với các cánh đảo so le phù hợp sẽ thu hẹp nó hơn nữa bằng cách tạo cho mỗi hạt một số lượng tác động tương tự.

Tiêu thụ năng lượng và hiệu quả

Việc giảm kích thước về bản chất là tiêu tốn nhiều năng lượng. Một cách thực tế để so sánh máy móc là năng lượng cụ thể: năng lượng điện tiêu thụ trên mỗi tấn sản phẩm có thể chấp nhận được. Một nhà máy nghiền mạnh nhưng tạo ra một lượng lớn các hạt mịn không mong muốn có thể trông nhanh nhưng lại tiêu thụ nhiều năng lượng hơn trên mỗi tấn có thể bán được. Vận hành hiệu quả có nghĩa là điều chỉnh tốc độ rô-to, màn lọc và tốc độ cấp liệu sao cho buồng hoạt động ổn định thay vì tăng vọt.

Tự động hóa và kiểm soát

Các thiết bị hiện đại thường được cung cấp bộ truyền động có tần số thay đổi, do đó tốc độ rôto có thể được điều chỉnh từ bảng điều khiển thay vì bằng cách thay đổi ròng rọc. Các bộ cấp liệu có thể được khóa liên động với tải trọng của máy nghiền, dòng điện rút ra hoặc nhiệt độ, để dây chuyền chạy ở tốc độ không đổi, được kiểm soát. Đối với các nhà máy phải ghi lại lô, việc ghi lại dòng điện, thời gian chạy và thông lượng sẽ cung cấp hồ sơ truy xuất nguồn gốc đơn giản.

Bộ phận bảo trì và mài mòn

Các mái chèo, lớp lót và màn chắn đều bị mòn, vì vậy câu hỏi thiết kế thực sự là chúng có thể được thay thế nhanh chóng và dễ dàng như thế nào. Các buồng mở nhanh, các cánh đảo chiều hoặc có thể lập chỉ mục và các màn hình có thể rơi ra mà không cần tháo rôto đều giúp cắt giảm thời gian ngừng hoạt động. Dễ dàng tiếp cận vòng bi để bôi trơn và bố trí căng đai đơn giản cũng là những cân nhắc thực tế không kém.

Vật liệu xây dựng và mức độ vệ sinh

Đối với nhiệm vụ công nghiệp nói chung, thép carbon sơn là đủ. Đối với các ứng dụng thực phẩm, dược phẩm hoặc pin, bề mặt tiếp xúc bằng thép không gỉ, mối hàn được đánh bóng, hình học bên trong không có khe hở và khả năng làm sạch dễ dàng trở thành bắt buộc. Việc lựa chọn kết cấu phù hợp ở giai đoạn đặc tả sẽ rẻ hơn nhiều so với việc trang bị thêm máy sau này.

Tư vấn ứng tuyển và lựa chọn

Máy nghiền mái chèo được sử dụng ở đâu

Trong công nghiệp hóa chất, máy xử lý các chất trung gian kết tụ, nhựa, bột màu, thuốc nhuộm và hạt phân bón. Các nhà chế biến thực phẩm sử dụng nó để sản xuất đường, muối, gia vị, rau khô và tinh bột, nơi nhiệt độ sinh ra thấp sẽ bảo vệ hương vị và màu sắc. Các nhà sản xuất gốm sứ và thủy tinh nghiền frit, đất sét và men; máy chế biến khoáng sản làm giảm đá vôi, thạch cao, fenspat và cao lanh. Các vật liệu pin và điện tử ở dạng bánh ép hoặc khối thiêu kết nhẹ thường được nghiền nhỏ trong máy nghiền cánh khuấy trước khi nghiền mịn. Các dây chuyền tái chế sử dụng nó trên nhựa, cao su và phế liệu hỗn hợp, nông nghiệp sử dụng nó trong thức ăn chăn nuôi và sinh khối, còn các phòng thí nghiệm dựa vào nó để chuẩn bị các mẫu đại diện trước khi phân tích.

Cách chọn máy phù hợp

Bắt đầu với vật liệu chứ không phải là cối xay. Thiết lập độ cứng, độ ẩm, mật độ khối, kích thước đầu cấp liệu, kích thước mục tiêu, thông lượng yêu cầu, độ nhạy nhiệt độ, độ mài mòn và cấp độ vệ sinh. Sau đó, kết hợp chúng với phạm vi tốc độ rôto, các tùy chọn màn hình có sẵn, vật liệu xây dựng, kiểu nạp và xả cũng như các yêu cầu thu gom bụi. Người dùng trong phòng thí nghiệm và lô nhỏ thường ưu tiên tính linh hoạt, dễ làm sạch và chiếm ít diện tích, trong khi người dùng thí điểm và sản xuất ưu tiên công suất, thời gian hoạt động, tuổi thọ bộ phận hao mòn và tích hợp sạch với thiết bị cấp liệu, vận chuyển và chiết xuất. Bất cứ khi nào có thể, hãy yêu cầu dùng thử trên tài liệu của riêng bạn: một lần chạy thử nghiệm ngắn sẽ trả lời các câu hỏi mà bảng dữ liệu không thể thực hiện được. Các chi tiết cấu hình khác và các tùy chọn bề mặt tiếp xúc được tóm tắt trên trang máy nghiền mái chèo.

Câu hỏi thường gặp

Máy nghiền mái chèo có giống máy nghiền búa không?

Không, mặc dù hai người là họ hàng thân thiết. Cả hai đều sử dụng rôto nhanh bên trong buồng sàng, nhưng máy nghiền búa dựa vào búa mỏng, lắc lư để tạo ra các cú va chạm tập trung, phù hợp với vật liệu cứng, giòn và tỷ lệ giảm cao. Máy nghiền mái chèo sử dụng các lưỡi cố định rộng hơn, do đó nhiều năng lượng sẽ bị cắt và tiêu hao hơn. Kết quả là sản phẩm chứa ít hạt mịn hơn và ít nhiệt hơn, phù hợp với thức ăn mềm hơn, dạng sợi, kết tụ hoặc nhạy cảm với nhiệt độ.

Làm cách nào để làm cho sản phẩm mịn hơn?

Có ba đòn bẩy, theo thứ tự tác dụng: lắp màn hình có khẩu độ nhỏ hơn, tăng tốc độ rôto trong phạm vi cho phép của máy và giảm tốc độ nạp để buồng không bị quá tải. Thay đổi cả ba tham số cùng một lúc thường mang lại sản phẩm mịn hơn nhưng nóng hơn, do đó, bạn nên di chuyển từng tham số một và kiểm tra kết quả.

Những vật liệu nào không nên được xử lý?

Đá rất cứng, có độ mài mòn cao, kim loại dẻo dai và bột nhão dính có độ ẩm cao đều là những ứng cử viên kém: chúng làm mòn máy, biến dạng thay vì vỡ hoặc làm mờ màn hình. Máy nghiền cánh khuấy hoạt động tốt nhất trên vật liệu giòn, bở hoặc kết tụ ở độ khô vừa phải.

Nó cần bao nhiêu bảo trì?

Công việc thường lệ rất đơn giản: kiểm tra độ căng của đai và bôi trơn ổ trục, kiểm tra độ mòn của các cánh khuấy, lớp lót và màn chắn, đồng thời giữ các vòng đệm và hệ thống hút bụi theo đúng trật tự. Thay thế bộ phận bị mòn là chi phí định kỳ chính, do đó khoảng thời gian này hầu như phụ thuộc hoàn toàn vào độ mài mòn của nguyên liệu cấp liệu và độ mịn của sản phẩm. Khoảng thời gian thay thế có thể được lên kế hoạch sau khi nhà máy đã ghi lại tỷ lệ hao mòn trên vật liệu của chính mình, đồng thời các màn chắn và cánh khuấy dự phòng thường được dự trữ để việc thay đổi chỉ mất vài phút thay vì hàng giờ. Được xem xét cùng với nguyên tắc làm việc được mô tả ở trên, những thực tế bảo trì này xác định liệu máy có phù hợp với dây chuyền nhất định hay không; bộ thông số kỹ thuật đầy đủ có sẵn trên danh sách sản phẩm máy nghiền mái chèo.