Что такое степень измельчения

Что называют степенью дробления (или измельчения) и по каким формулам ее определяют

Качество процессов дробления и измельчения характеризуется степенью дробления (измельчения).

Степенью дробления (измельчения) называется отношение диаметров кусков материала до и после дробления.

Степень дробления определяют по формулам

Если дробление осуществляется в несколько стадий, то общая степень дробления представляет собой произведение частных степеней дробления.

В операциях дробления i обычно находится в пределах 3-10:

В операциях измельчения i находится в пределах 10-200.

При дроблении (измельчении) материала различной крупности D_m>D_n, но с одинаковой степенью дробления i_m = in работа дробления тем больше, чем меньше крупность исходного материала.

Это объясняется тем, что в крупных кусках всегда больше естественных дефектов (нарушений кристаллической структуры), позволяющих вести разрушение при меньших внешних усилиях, а при разрушении образуется сравнительно небольшое количество новых поверхностей.

В мелких кусках (зернах) дефекты структуры почти отсутствуют, поверхностная энергия зерен высокая, зерна вследствие этого являются более прочными. При разрушении создается большое количество новых поверхностей.

Источник

Степень измельчения

Степень измельчения – величина, представляющая собой отношение поперечного размера наиболее крупного куска огнеупорного сырья (материала) до измельчения к поперечному размеру наиболее крупного куска после измельчения.

Рубрика термина: Сырье

Полезное

Смотреть что такое «Степень измельчения» в других словарях:

Степень измельчения огнеупорного сырья — Степень измельчения огнеупорного сырья [неформованного огнеупора] –отношение поперечного размера наиболее крупного куска огнеупорного сырья [неформованного огнеупора] до измельчения к поперечному размеру наиболее крупного куска после… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

степень измельчения огнеупорного сырья — 72 степень измельчения огнеупорного сырья [неформованного огнеупора]: Отношение поперечного размера наиболее крупного куска огнеупорного сырья [неформованного огнеупора] до измельчения к поперечному размеру наиболее крупного куска после… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

степень дробления — [grinding ratio] показатель измельчения руды, числено равный отношению диаметров наибольших кусков до дробления к диаметрам наибольших кусков продукта дробления; Смотри также: Степень степень черноты степень сокращения … Энциклопедический словарь по металлургии

коэффициент измельчения — Степень дисперсности загрязнителя, представляющая собой отношение количества частиц первой размерной группы (фракции) к последующей (второй). [ГОСТ Р 51109 97] Тематики промышленная чистота … Справочник технического переводчика

коэффициент измельчения — 5.21 коэффициент измельчения: Степень дисперсности загрязнителя, представляющая собой отношение количества частиц первой размерной группы (фракции) к последующей (второй). Источник: ГОСТ Р 51109 97: Промышленная чистота. Термины и определения… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Дисперсность (раздробленность) — степень измельчения какого либо тела (дисперсность фазы) в однородной среде (дисперсионной среде). Мера дисперсности отношение общей поверхности всех частиц к их суммарному объему. Источник: Справочник дорожных терминов … Строительный словарь

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ — разрушение твердых тел до требуемых размеров. По размеру (крупности) измельченного продукта различают: грубое (300 100 мм), среднее (100 25 мм) и мелкое (25 1 мм) дробление; грубый (1000 500 мкм), средний (500 100 мкм), тонкий (100 40 мкм) и… … Химическая энциклопедия

Мельница — (a. mill; н. Muhle; ф. moulin, broyeur; и. molino) машина или аппарат для Измельчения сыпучих материалов. Применяют при рудоподготовке, обогащении п. и., в металлургии, теплоэнергетике, химической и др. отраслях промышленности. Различают… … Геологическая энциклопедия

ПОРОШКИ — ПОРОШКИ, pulveres (Ф VІI), твердая лекарственная форма, в виде к рой плотные лекарственные средства, разнообразно измельченные, применяются в медицине как внутрь, так и наружно. Для леч. применения твердых лекарственных веществ, особенно трудно… … Большая медицинская энциклопедия

Источник

Измельчение. Степень измельчения, ее зависимость от прочности, твердости, упругости и хрупкости материала. Поверхностная и объемная теория измельчения. Способы измельчения.

Измельчение используется:· Для достижения однородности смешивания · Устранения крупных агрегатов в комкующихся и склеивающихся материалах · Увеличение технологических и биологических эффектов.Измельчение представляет собой процесс механического деления твердых тел до требуемых размеров путём механического воздействия. В результате измельчения увеличивается поверхность измельчаемых материалов, что приводит к ускорению процесса растворения ЛС, после поступления в желудочно-кишечный тракт (ЖКТ), ускорению химического взаимодействия и выделению биологически активных веществ из мельчайших материалов (если речь идет о растительных объектах). Основной характеристикой измельчения является степень измельчения – отношение среднего размера частиц исходного материала к среднему размеру измельченного материала. По размерам (дисперсности) образующихся частиц различаются пять классов измельчения от крупного до коллоидного. По размеру (крупности) измельченного продукта различают: грубое (300-100 мм), среднее (100-25 мм) и мелкое (25-1 мм). Прочность – свойство твердого материала сопротивляться разрушению при возникновении внутренних напряжений, появляющихся в результате какого-либо нагружения.Обычно прочность твердых материалов оценивается пределом прочности при сжатии. По величине σ c измельчаемые материалы делят на мягкие, средней прочности, прочные и очень прочные. Хрупкость – свойство твердого материала разрушаться без заметных пластических деформаций.. По числу ударов, выдерживаемых образцами, твердые материалы делят на очень хрупкие (до 2), хрупкие (2…5), вязкие (5…10), очень вязкие (более 10).

Измельчающие машины, принцип и режим работы. Валки, бегуны, жировые мельницы, «эксцельсиор», молотковые мельницы, дисмембраторы, дезинтеграторы, шаровые вибромельницы, струйные мельницы. Особенности измельчения растительных материалов.

Для измельчения растительного материала применяются различ­ные машины, в основе работы которых чаще всего лежит изрезывание растительного материала. К таким машинам относятся мельница ноже­вая, траворезки, корнерезки и др.

Траворезки предназначены для измельчения растительного мате­риала. Перед измельчением растительное сырье необходимо очистить от земли. Если измельчаются хруп­кие растительные материалы, их необходимо сначала увлажнить (на­пример, листья). Увлажняют водой в хорошо закрывающихся сосудах, ящиках. После увлажнения листья легко разрезываются и не образуют крошку. Твердые корни перед измельчением также размягчают с помо­щью воды. После измельчения сырье необходимо сразу высушить, так как при хранении во влажном состоянии оно может быстро заплесневеть и потерять свои лекарственные качества.

Валковые дробилки, валки,вальцовки предназначены для измель­чения хрупкого материала, когда желательно получить поменьше пыли. Вальцовая дробилка состоит из станины и двух валков, оси которых находятся в опорах горизонтально и параллельно друг другу. Валки (из чугуна, стали, гранита или фарфора) вращаются навстречу друг другу, захватывают дробимый материал, раздавливают и раскладывают его. Иногда валки вращаются не с одина­ковой скоростью. В таком случае вместе с раздавливанием и раскалыва­нием происходит и истирание материала.

В зависимости от требуемой степени измельчения регулируют зазор между валками. Если зазор будет больше, чем величина дробимого материала, то измельчения не будет. Материал просто будет просыпаться между валками. Расчеты показывают, что дробимые куски должны иметь размеры в 15-20 раз меньше диаметра валков. Иногда валки делают не гладкими, а с рифленой поверхностью, то есть, с зубьями.

Для измельчения крупных материалов кроме валков применяютсябегуны. Они состоят из двух тяжелых чугунных или гранит­ных цилиндров (или жерновов), помещенных на плоском круглом осно­вании или тарелке. Бегунысоединены между собой и вращаются вокруг своей оси и по тарелке. Измельчаемый материал подается на дно тарелки, раздавливается и истирается тяжелыми бегунами. Для равномерного измельчения материала перед бегунами обычно движутся две пластины, соскабливающие материал со стенок тарелки. В некоторых конструкциях бегунов движется или вращается та­релка, а бегуны вращаются только лишь по собственной оси. В зависимости от скорости вращения жерновов или бегунов раз­личают быстроходные и тихоходные бегуны. К быстроходным относят те, которые вращаются со скоростью более 15 об/мин. Тихоходные вра­щаются со скоростью меньше 15 об/мин. Быстроходные бегуны отлича­ются небольшими размерами. С их помощью в 1 час можно измельчить до 0,5 т продукта.

Дисковые мельницы работают по принципу раскалывания ударом. Они состоят из двух типов дисков, снабженных рядом выступов, назы­ваемых кулачками, шпильками, штифтами и т. д. Диски в мельницах, как правило, располагаются вертикально. В зависимости от того, какие выступы в дисках имеются (шпильки или штифты), дисковые мельницы подразделяются на две большие группы: дезинтеграторы и дисмембраторы.

Дезинтеграторы— это мельницы, в которых вращаются оба диска в разные стороны.

Диски снабжены концентрическими рядами шпилек или штифтов. Ближе к периферии, число шпилек или их густота увеличива­ется, расстояние между ними уменьшается. Валы дисков приводятся во вра­щательное движение с помощью шкивов. Скорость вращения диска от 300 до 1000 об/мин. Материал, подлежащий измельчению, поступает ч/з загрузочную воронку к центрам дисков. При вращении дисков под действием центробежной силы материал начинает двигаться в радиальном направлении, попадает на шпильки и между ними и из­мельчается силой удара.

К ним относится мельница «эксцельсиор».Она состоит из двух вертикально расположенных дисков, из кото­рых один вращается, а второй неподвижен. Вместо штифтов имеются на дисках рядами расположенные по кругу зубья. Расстояние между дисками может изменяться, что позволяет получать порошки различной степени измельчения. При­меняется для измельчения растительного материала. Ско­рость вращения диска 250-300 об/мин. Недостато : на этой мельнице нельзя получить материал одинаковой степени измельче­ния.

Шаровая мельницасостоит из металлического или фарфорового цилиндрического барабана, закрывающегося крышкой. Внутрь этого барабана загружаются металлические шары, причем обяза­тельно одинакового диаметра, а также измельчаемый материал. При вращении барабана с малой скоростью шары будут перекатываться медленно, поднимаясь на небольшую высоту. В этом случае они будут производить малую работу по измельчению ма­териала. При падении шаров и происходит измельчение за счет удара и за­ тем истирания продукта между шарами и внутренней поверхностью ба­рабана.

Вибромельница представляет собой разновидность ша­ровой мельницы. Работа измельчения осуществляется истиранием и ударом. Корпус мельницы совершает частые круговые колебания в вертикальной плоскости. Мелющие тела вращаются, стал­киваются, скользят по стенкам корпуса. Измельчаемый материал за­нимает все межшаровое пространство. При вращении вала с дебалансом воз­никает вибрация корпуса мельницы.Происходит интенсивное измельчение материала, находящегося между шарами. Вибрационную мельницу описанной конструкции наиболее целе­сообразно использовать для тонкого и сверхтонкого измельчения, от 1-2 мм до 50 мкм.

Струйные мельницы. Предназначена для истира­ния материалов ограниченной твердости и волокнистости. Измельчение происходит за счет энергии потока газа, сжатого в компрессоре до 7-14 атм или перегретого пара. Исходный материал поступает в мельницу в виде частиц до 10 мм и приобретает большую скорость за счет энергии энергоносителя. При соударении частицы измельчаются до 50-100 мкм и выносятся из мельница потоком газа ч/з штуцер.

Процесс уменьшения размеров кусков твердых материалов называеся дроблением или измельчением; часто под дроблением понимают уменьшение только крупных кусков. Процесс измельчения мелких кусков называется размолом.

Источник

Что называют степенью дробления (или измельчения) и по каким формулам ее определяют

Качество процессов дробления и измельчения характеризуется степенью дробления (измельчения).

Степенью дробления (измельчения) называется отношение диаметров кусков материала до и после дробления.

Степень дробления определяют по формулам

Если дробление осуществляется в несколько стадий, то общая степень дробления представляет собой произведение частных степеней дробления.

В операциях дробления i обычно находится в пределах 3-10:

В операциях измельчения i находится в пределах 10-200.

При дроблении (измельчении) материала различной крупности D_m>D_n, но с одинаковой степенью дробления i_m = in работа дробления тем больше, чем меньше крупность исходного материала.

Это объясняется тем, что в крупных кусках всегда больше естественных дефектов (нарушений кристаллической структуры), позволяющих вести разрушение при меньших внешних усилиях, а при разрушении образуется сравнительно небольшое количество новых поверхностей.

В мелких кусках (зернах) дефекты структуры почти отсутствуют, поверхностная энергия зерен высокая, зерна вследствие этого являются более прочными. При разрушении создается большое количество новых поверхностей.

Дата добавления: 2015-01-29 ; просмотров: 1756 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Характеристика видов и классов измельчения

Отношение линейных размеров кусков до измельчения (D) и после него (d) называется степенью измельчения. В равной степени можно говорить и об объемной степени измельчения, имея в виду в этом случае отношение объема кусков до измельчения (V) и после него (v).

Теоретические основы измельчения

В фармацевтическом производстве по ходу технологического процес­са часто возникает необходимость в измельчении материалов. Измель­чению может подвергаться самое разнообразное сырье.

Рис. 23. Способы измельчения.

Могут измельчаться неорганические и органические препараты в виде кристаллов или кусков большего или меньшего размера, а также лекарственное расти­тельное сырье разной морфолого-анатомической природы. Измельчение может осуществляться ручным и машинным способами. Ручное измель­чение типично для аптечного производства, где оно производится пести­ками в ступках и другими простыми инструментами (резаки, терки и пр.). Машинное измельчение, единственно рациональное в лаборатор­ных и заводских условиях, выполняется на разнообразных по своему устройству машинах-измельчителях.

Основные принципы измельчения

Раздавливание (рис. 23, а). Механическая сила прикладывается сверху прогрессивно; поверхности рабочих элементов измельчителя обычно плоские. Измельчаемое тело деформируется во всем объеме и, когда внутреннее напряжение в нем превысит предел прочности, тело разрушается — получаются кусочки разных размеров и формы.

Раскалывание (рис. 23, б, в). Сила прикладывается сверху и снизу внезапно или прогрессивно с помощью клинообразных рабочих элемен­тов измельчителя. Ввиду того что тело распадается на части только в местах концентрации наибольших нагрузок, получающиеся кусочки могут быть более или менее однородны по размерам, но не по форме.

Разламывание (рис. 23, г). Измельчаемое тело разрушается под влия­нием изгибающихся сил, действующих навстречу друг другу, сприложе­нием одной верхней силы между двумя нижними. Размеры и форма ку­сочков примерно такие же, как и при раскалывании.

Изрезываиие (рис. 23, д). Механическая сила прикладывается сверху, обычно рывком; рабочие элементы измельчителя острые, режущие (ножи). Управляемый процесс, позволяющий разделить тело на части требуемых размеров, а при необходимости и формы.

Распиливание (рис. 23, е). Сила прикладывается со стороны прогрес­сивно; рабочие элементы измельчителя с острой зубчатой поверхностью. Так же как и при изрезывании, можно получить кусочки нужных раз­меров, а при необходимости — и формы.

Растирание (рис. 23, ж). Сила прикладывается сверху и со стороны прогрессивно; поверхности рабочих элементов измельчителя сфериче­ские или плоские. Тело измельчается под действием одновременно сжи­мающих, растягивающих и срезающих сил, в результате чего получа­ются порошкообразные продукты.

Удар. Тело разрушается на части под влиянием динамично (внезап­но) действующих сил.

Удар может быть осуществлен двояко:

2) измель­чаемое тело само сталкивается с рабочими элементами измельчителя или другими телами в полете (рис. 23, и).

В первом случае (при огра­ниченном ударе) эффект измельчения будет зависеть от кинетической энергии ударяющегося тела, во втором (при свободном ударе) — в ос­новном определяется скоростью столкновений разрушаемого тела и его частей с рабочими элементами измельчителя.

Предложенные гипотезы измельчения

Несмотря на ши­рокое распространение машин для измельчения и большое значение этого процесса в производстве, теории, которая подвела бы под процесс измельчения объединяющее математическое выражение, до сих пор не предложено. В теории измельчения основным является определение ве­личины энергии, затрачиваемой на измельчение (работа измельчения).

Первая попытка решить этот вопрос была сделана Риттингером еще в 1867 г. Он предположил, что работа, затрачиваемая на измельчение, пропорциональна вновь обнаженной поверхности в измельчаемом мате­риале.

Как известно, измельчаемый материал обладает определенной проч­ностью, под которой понимают свойство материала сопротивляться разрушению под действием внешних сил. Подвергаемое воздействию внешних сил твердое тело испытывает деформацию, которая может быть упругой и пластической. Упругая деформация исчезает пос­ле снятия нагрузки без заметного ущерба для прочности тела. При пластической деформации размеры и форма тела после снятия нагрузки не восстанавливаются. Практическим следствием пластиче­ской, или необратимой, деформации является нарушение прочности тела, сопровождаемое изменением его формы.

По гипотезе Риттингера, при измельчении твердых тел на первом месте стоят такие деформации, при которых материал разрушается по плоскостям раскола. Поэтому и работа, затрачиваемая на измельчение, расходуется в основном на об­разование трещин раскола. В своих расчетах Риттингер опускает рас­ход энергии на упругие деформации тел. Следующей условностью в гипотезе Риттингера является допуск кубической формы кусков до и после измельчения. Поэтому при расчете работы в формулу Риттингера вводят специальный коэффициент на неправильность формы кусков, имеющую место в действительности.

В. Н. Кирпичев в 1874 г., а позднее Кик предложили «объемную» гипотезу дробления, по которой расход энергии на измельчение данного материала при прочих равных условиях (в очертании геометрически подобных тел одинакового технологического состава) прямо пропорцио­нален его объему или весу. По В. Н. Кирагачеву, работа дробления может быть выражена следующим уравнением:

где А — работа дробления; б — величина разрушающих напряжений; V — объем дробимого тела; Е — модуль упругости измельчаемого мате­риала.

Обе гипотезы были предметом многолетней дискуссии. Одно время склонялись к тому, что сферы их практического применения различны: гипотеза Риттингера больше приемлема для определения энергетиче­ских затрат при тонком измельчении, а гипотеза Кирпичева — Кика — для характеристики мелкого, среднего и крупного дробления. Однако большее признание получила точка зрения, что ни одна из предложен­ных гипотез (и их последующие вариации), взятые порознь, непримени­мы ко всем видам измельчаемых материалов, различным методам дроб­ления и разным типам измельчителей. Такой точки зрения придержива­ется и П. А. Ребиндер, основоположник новой области науки — физико-химической механики. Он считает, что гипотеза, наиболее близкая к истине, находится где-то в середине между предложениями Риттинге­ра и Кирпичева — Кика.

По наблюдениям П. А. Ребиндера, энергия, затрачиваемая на измель­чение материала, представляет собой сумму работ, идущих на дефор­мацию дробимого тела и на образование новых поверхностей.

Эта энер­гия может быть выражена следующей формулой:

Первое слагаемое уравнения — формула Кирпичева — Кика, второе слагаемое — формула Риттингера, где К — коэффициент пропорциональ­ности, a AF — вновь образованная поверхность при разрушении тела.

Таким образом, работа измельчения пропорциональна как вновь об­разованной поверхности, так и объему измельчаемого материала.

Расход энергии при измельчении возрастает с уменьшением размера частиц. В связи с этим во избежание непроизводительных затрат крайне важно, чтобы при организации процесса был заранее известен ожидаемый размер частиц после дробления. «Не дробить ничего лишнего» — таково основное правило дробления. С целью уменьшения расхода энергии в ряде случаев целесообразно периодически удалять достаточно измельченные частицы из сферы помола.

Большое разнообразие существующих измельчителей затрудняет их систематизацию, тем более что поиски более совершенных конструкций машин не прекращаются. Авторы части руководств по химической и фармацевтической технологии останавливаются на классификации по той степени измельчения, которой можно достигнуть с помощью какой-либо машины. В этом случае все измельчители применительно к усло­виям фармацевтического производства можно разделить на машины для предварительного измельчения и машины для окончательного измель­чения.

Наряду с этим в новейших отечественных руководствах измельчители предпочитают классифицировать по способам измельчения.

В этом слу­чае все измельчители, применяемые в фармацевтическом производстве, можно было бы разделить на следующие группы:

1) изрезывающего и распиливающего действия;

2) раскалывающего и разламывающего дей­ствия;

3) раздавливающего действия;

4) истирающе-раздавливающего действия;

5) ударного действия;

6) ударно-истирающего действия;

7) коллоидные измельчители.

В дальнейшем изложении мы будем придерживаться обеих классифи­каций, хорошо дополняющих друг друга. Вначале мы будем исходить из задач производства (какое нужно измельчение: предварительное или окончательное), а затем будем описывать соответствующие группы измельчителей.

Предварительное измельчение

В условиях фармацевтического производства предварительное измель­чение в основном охватывается классами измельчения, которые по при­нятой нами классификации (см. табл. 1) определены как среднее и мелкое дробление с той лишь разницей, что исходная длина измельчае­мых корней и трав может быть значительно длиннее 25 см.

Среднее и мелкое дробление сырьевых растительных материалов мо­жет быть осуществлено измельчителями двоякого типа:

1) изрезываю­щего и распиливающего действия;

2) раскалывающего и разламываю­щего действия.

Измельчители изрезывающего и распиливающего действия

Изрезывание растительного лекарственного сырья произ­водится с помощью машин, носящих общее название траво- или корне­резок. Основной деталью в этих машинах являются ножи, устройством и характером движения которых обусловливаются тип и конструкция траво- и корнерезок.

Рис. 25. Корнерезка с гильотинными ножами.

5 — верхний нож; 7 — нижний нож; 8 — лоток; 9 — транспортер.

Траворезки-соломорезки

Простейшими по устройству траворезками являются соломорезки, широко применяемые при измельчении грубых кормов (солома, стебли кукурузы и др.). Различают соломорезки дис­ковые и барабанные. В дисковых соломорезках массивные ножи, имею­щие криволинейное лезвие, прикреплены к спицам маховика. Маховик с ножами приводится во вращательное движение вручную. Лекарственное сырье (травянистое), собранное в пучки, подается под ножи по лотку.

В барабанных соломорезках (рис. 24) ножи изогнутые с лезвиями, расположенными по винтовым линиям с углом подъема до 30°. Травя­нистое сырье подается по лотку-транспортеру 1, в конце которого уста­новлены питающие валики 2, подающие сырье к ножевому ба­рабану 4. Изрезанное сырье выгружается по лотку 6. Установка смон­тирована на станине 7 и приводится в действие от электромотора при помощи шкива 5. На одном валу со шкивом посажена зубчатка, при­водящая в действие большую шестерню 8, вращающую питательные валики.

Корнерезки

В описанных траво- и корнерезках (кроме ручной соломорезки) дви­жение ленточного транспортера, питающих валиков и ножей происходит согласованно, так что растительная масса выступает вперед на опреде­ленную длину в соответствии с заданной степенью измельчения. Нужно учитывать, что номинальную длину обычно имеют только кусочки изре­зываемой травы. Что касается корней и травы, то, поскольку они хруп­ки, при падении на них ножа выступающие участки могут обламывать­ся. В результате этого получается значительное количество кусочков меньшего размера и крупного порошка.

При изготовлении сборов возникает необходимость придания кусоч­кам коры квадратной, а кусочкам корней и корневищ — кубической фор­мы. Резка на кубики у нас применяется пока в отношении очищенного солодкового и алтейного корней. Производится она на специальных ма­шинах.

Машины с дисковыми пилами

Среди растительного сырья имеются особо твердые объекты (например, корни элеутерококка), для измельче­ния которых оказались пригодными малогабаритные дисковые пилы. Корни, подаваемые под вращающуюся пилу, распиливают на дольки, которые затем уже удается измельчить на дробилках. При распиливании одновременно получаются ценные опилки — крупный порошок измель­ченных корней.

Окончательное измельчение (порошкование)

Измельчение в порошки разной степени тонкости достигается с по­мощью измельчителей различных конструкций.

Измельчители раздавливающего действия

Гладковалковые дробилки (вальцовые мельницы). По своему устройству гладко-валковые дробилки отличаются от зубовалковых отсутствием зубьев на валках. Обычно валки имеют одинаковое число оборотов, но есть конструкции, в которых валкам придают разные окружные скорости. В ре­зультате к раздавливающему действию валков присоединяется еще истирание. Непрерывная и равномерная подача сырья достигается с помощью загрузочных воронок, длина которых одинакова с длиной вал­ка и питающих валков, вращающихся со скоростью, близкой к окруж­ной скорости валков. Кроме того, диаметр поступающих на дробление кусков (г) должен быть примерно в 20 раз меньше диаметра валков /?ж20 г. Зубчатые валки обеспечивают захват более крупных кусков; для них #«5—10 г.

Гладковалковые дробилки могут иметь одну или две пары валков. Из двухвалковых для измельчения растительных материалов пригодна дро­билка ДВГ-2 с диаметром валков 40 см и длиной 25 см. Скорость вра­щения ведущего валка 220 об/мин, ведомого — 190 об/мин. Из четырех-валковых дробилок интерес представляет дробилка БДА-7м, предназна­ченная для дробления солода. Между первой и второй парами валков установлено вибросито. На вторую пару валков поступает сырье, пред­варительно измельченное на первой паре валков. Производительность 1000 кг/ч. Диаметр валков 25 см, длина 50 см. Число оборотов в минуту верхней пары валков (ведущего/ведомого) 240/238, нижней пары — со­ответственно 268/254.

Поверхность валков может быть как гладкая, так и нарезная (рифле­ная); в последних истирающая способность выше, чем в гладких.

Измельчители истирающе-раздавливающего действия

На сочетании раздавливания с истиранием построен принцип работы жерновых мельниц, бегунов и дисковых мельниц. В качестве ил­люстрации приводим краткое описание дисковой мельницы.

Дисковые мельницы

Основной деталью являются два вертикально ус­тановленных диска. Вращается обычно один из них. Поверхность дис­ков имеет режущие или ударные выступы той или иной конструкции. Исходный материал поступает в просвет между дисками, где он измель­чается.

Одной из наиболее простых дисковых мельниц является мельница типа «Эксцельсиор», широко применяющаяся в фармацевтическом про­изводстве. В мельнице (рис. 26) диски установлены вертикально. Один диск неподвижный, другой вращается со скоростью 250—300 об/глин. Поверхность дисков покрыта мелкими зубцами, расположенными по окружности в таком порядке, чтобы зубцы движущегося диска попада­ли в промежутки между зубцами неподвижного диска. Помимо истира­ния, к раздавливающему эффекту присоединяется срезывающее дейст­вие от острых зубцов. Производительность при диаметре дисков 400 мм до 50 кг/ч.

Измельчители ударного действия

К измельчителям удар­ного типа относятся молотковые мельницы, дезинтеграторы, дисмембра-торы и струйные мельницы.

Молотковые мельницы

В этих мельницах (рис. 27) на центральном валу ротора укреплено несколько дисков один возле другого. На этих дисках висят на шарнирах молотки, представляющие стальные плитки. Ротор с молотками вращается в массивном корпусе, стенки которого защищены броневыми плитами. Дно корпуса представляет собой подо­вую решетку (сито). Вследствие большой скорости вращения ротора (500-1500 об/мин) и развивающейся центробежной силы молотки от­брасываются по радиусу.

Поступающий через загрузочную воронку ма­териал попадает под действие этих молотков, куски его отбрасываются на стенки корпуса, на подовую решетку, ударяются друг о друга и, до­стигнув определенного размера, проходят через решетку. Область при­менения молотковых мельниц обширна. В химической и фармацевтиче­ской промышленности применяются для измельчения хрупких материалов (соли, растительное сырье). Неболь­шие молотковые мельницы, изготовляе­мые в СССР, имеют размер ротора 60/45 см (С-218) и 80/40 см (ДМ-2).

Рис. 26. Мельница «Эксцельсиор». Объяснение в тексте.

Дезинтеграторы и дисмембраторы

Для измельчения хрупких материалов, таких как сода, квасцы, сахар и др., удобны мельницы ударно-центробежного дейст­вия, называемые дезинтеграторами и дисмембраторами. Измельчение в них основано на принципе свободного удара. У дезинтеграторов (рис. 28) вра­щаются оба диска, причем в противопо­ложных направлениях, со скоростью в зависимости от размера дисков 500-900 об/мин. Оба диска несут на своей поверхности ударные приспособления в виде пальцев, штифтов (отсюда другое название — штифтовая мельница), рас­положенных в 2-4 ряда кольцами. Ди­ски поставлены один против другого так, что пальцы одного диска входят в сво­бодное пространство между пальцами второго диска.

Материал подается из загрузочной воронки в центр между ди­сками и при вращении их центробежной силой отбрасывается к периферии. При этом частицы подвергаются бесчисленным ударам о пальцы, поверхность дисков, испытывают вза­имные удары и, по достижении необходимой степени мелкости, высыпа­ются из мельницы. У некоторых дезинтеграторов отечественной конст­рукции валы расположены с одной стороны. Один из валов, внутри ко­торого вращается в противоположную сторону сплошной вал, полый. Благодаря этому мельница имеет небольшие габариты.

Похожи на дезинтеграторы мельницы, называемые дисмембрато­рами. Они отличаются от первых тем, что наружный диск у них неподвижен. В силу этого для достижения той же тонкости размола подвиж­ный диск должен вращаться с большей скоростью (до 3800 об/мин). Разновидностью дисмембраторов являются нособойные мельницы «Пер­плекс» (рис. 29) и кулачные мельницы, различающиеся по виду и рас­положению ударных выступов.

Рис. 29. Мельница «Перплекс».

/ — загрузочная воронка; 2 — лоток; 3 — воронка; 4 — штифты; 5 — неподвижный диск; 6 — подвижный диск.

Рис. 30. Струйный измельчитель. Объяснение в тексте.

Струйные измельчители. Принцип работы струйного измельчителя отечественной конструкции показан на рис. 30.

Рис. 31. Шаровая мельница. Объ­яснение в тексте.

Струйные измельчители описанного типа.(двухструйные, противоточ-ные) пригодны для измельчения частиц с крупностью исходного сырья около 10 мм до частиц размером 50-80 мкм. Они испытаны на многих объектах (уголь и рудные материалы, красители, инсектициды, фунги­циды и др.) и, несомненно, весьма перспективны для получения очень тонких порошков в фармацевтическом производстве.

Измельчители ударно-истирающего действия

На смешанном принципе удара (преобладающее действие) и истирания работают широко применяемые барабанные или шаровые мельницы и некоторые другие специальные измельчители (например, вибромель­ницы).

Шаровые мельницы

Шаровые мельницы — наиболее простые по свое­му устройству машины для порошкования. Эти мельницы (рис. 31) представляют собой барабан, в который загружают материал и дробя­щие тела — шары. Барабан приводится во вращение. Под действием трения и центробежной силы шары и материал поднимаются до опре­деленной высоты, откуда они падают вниз. В результате ударов и исти­рающего действия при перекатывании шаров материал измельчается. Необходимо иметь в виду, что при вращении барабана поведение шара будет различно в зависимости от числа оборотов барабана.

Так, при медленном вращении шар, прижимаясь к барабану под действием сво­ей массы, силой трения будет увлекаться на небольшую высоту и оттуда сползать по стенке барабана вниз. При быстром же вращении шар будет настолько сильно прижиматься центробежной силой к стенке ба­рабана, что не сможет оторваться от нее и будет вращаться вместе с барабаном. Дробления при этом происходить не будет. Нужно подо­брать такую скорость вращения, чтобы под влиянием центробежной силы шар смог подняться на максимальную высоту, оторваться от стен­ки и обрушиться на материал. Иначе говоря, масса шара должна быть больше силы, прижимающей шар к поверхности барабана. То число оборотов, при котором прекращается обрушивание шаров, принято называть критическим. Совершенно естественно, что рабочее число обо­ротов барабана должно быть меньше критического (75%).

Оно рассчитывается по формуле:

где D — диаметр барабана мельницы. Однако эта формула исходит из условия наивыгоднейшей работы лишь одного крайнего слоя шаров.

Формула, определяющая оптимальное число оборотов с учетом всех слоев шаров, имеет следующий вид:

Таким образом, оптимальное количество оборотов зависит от диамет­ра барабана. При излишне низком числе оборотов шары будут слиш­ком рано отрываться от стенки, высота полета будет незначительна и сила удара шаров оматериал невелика.

Загрузку мельницы необходимо производить шарами одинакового размера, так как иначе шары малого размера будут мешать работе больших шаров, поскольку они будут находиться между ними и измель­ченным материалом. Размер шаров, загруженных в мельницу, зависит от механического состава, твердости и вязкости раздробляемого мате­риала. Обычно применяются шары диаметром 50-150 мм. Одновре­менно подбирается и оптимальное количество шаров, поскольку про­изводительность мельницы зависит от числа и силы ударов шаров.

Производительность шаровой мельницы повышается с увеличением ее диаметра. Все новейшие типы шаровых мельниц конструируются короткими и большого диаметра, который варьирует в пределах 800-2300 мм. Скорость вращения 20-40 об/мин. Барабаны мельниц дела­ются из железа, шары — из стали. Лабораторные мельницы фарфоро­вые. В шаровых мельницах можно получить порошки высокой тонко­сти. В данном случае тонкость порошка зависит от времени измельче­ния. Шаровые мельницы вполне применимы для приготовления слож­ных порошкообразных смесей (одновременное измельчение и сме­шение).

Вибромельницы. Вибрационные мельницы применяются для тонкого и сверхтонкого измельчения. Исходная крупность частиц 1-2 мм, окон­чательная степень мелкости может достигать 1-5 мкм. Частота коле­баний мельницы составляет 1500-3000 в минуту и соответствует ско­рости вращения электродвигателя. Вибрационные мельницы подразде­ляются на инерционные и гирационные (эксцентриковые). Большее распространение получили инерционные измельчители с дебалансным валом. При вращении этого вала корпус мельницы вибрирует, переда­вая колебание шарам. Измельчение находящегося в корпусе материала происходит за счет соударения колеблющихся шаров и их взаимного перемещения.

Вибрационная мельница инерционного типа изображена на рис. 32. Корпус мельницы 1, в который помещаются шары и измельчающийся материал, опирается на пружины 2, закрепленные на раме 3, которая в свою очередь покоится на резиновых амортизаторах 4. Внутри корпу­са проходит труба 5, в которую помещен дебалансный вал 6, вращаю­щийся в подшипниках 7 со сферическими роликами. На этом же валу закреплены дополнительные дебалансы 8, с помощью которых регули­руется частота колебаний. Вал получает вращение от электродвигате­ля 9 через эластичную муфту 10. При вращении дебалансного вала корпус мельницы приводится в качательное движение по эллиптиче­ской, приближающейся к круговой траектории. Материал, подлежащий измельчению, в вибромельницах подвергается многократному воздей­ствию.

Источник