Устройство мельницы шаровой: Шаровые мельницы мокрого помола: конструкция, особенности, устройство

Шаровые мельницы

---

Строительные машины и оборудование, справочник

Шаровые мельницы

Шаровые мельницы применяют для очень мелкого дробления (тонкого помола) каменных материалов в минеральный порошок, который используется в качестве заполнителя при приготовлении верхнего слоя асфальтобетона. Измельчение материала в этих мельницах производится с помощью шаров или стержней.

Мельницы бывают однокамерные и двухкамерные, в зависимости т мелющих тел — шароЕые и стержневые, с сухим или мокрым помолом. Кроме того, шаровые мельницы бывают непрерывного действия, когда загрузка дробимого материала и выгрузка дробленого происходит непрерывно; периодического действия, в которых загрузка-выгрузка производится при овта-новке барабана через специальные люки; периодической загрузкой и непрерывной выгрузкой дробимого материала, когда часть цилиндрической поверхности барабана закрыта проволочной сеткой.

Рис. 5.18. Схема шаровой мелькицы

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

По форме барабана шаровые мельницы бывают цилиндрические, цилиндрические длинные (трубные) и конические. По способу выхода измельченного материала мельницы могут быть со свободным выходом через полую центральную цапфу, с выходом через поперечное сито и G выходом через наружное цилиндрическое сито.

Основными узлами и деталями шаровой мельницы являются (рис, 5.18) барабан, загрузочное устройство, подшипники и приводное устройство. Барабан — полый, сварной, изготовляется из толстолистовой стали. К цилиндрической части барабана на болтах крепятся торцовые днища. Внутри барабан выложен футеровкой из стальных плит для предохранения от износа. На цилиндрической части барабана имеется люк, который служит для осмотра мельницы, ее ремонта и для заполнения дробильной камеры шарами.

Торцовые днища для предохранения их от износа и непосредственных ударов мелющих шаров также выложены футеровкой. В центре днищ имеются круглые отверстия, переходящие в полые цапфы, которыми барабан опирается на два массивных коренных подшипника. Через одну цапфу производится загрузка мельницы дробимым материалом, а через другую удаляется измельченный , материал.

Загрузочное устройство обеспечивает равномерную подачу материала, подлежащего дроблению. Питатель крепится болтами к загрузочной цапфе. При вращении барабана вращается и улитка питателя, черпая загрузочным носком материал, находящийся в ящике. При движении улитки материал скользит по спирали, поступая через полую цапфу в барабан.

Коренные подшипники представляют собой массивные корпуса G большой площадью прилегания к фундаменту, так как каждый из них несет половину веса барабана. Нижние вкладыши подшипника, залитные баббитом, опираются на корпус подшипника сферической формы. Такая форма дает возможность еамоцентровки подшипника, а также сглаживает дефекты монтажа, компенсирует неравномерную усадку фундамента и прогиб барабана и обеспечивает равномерное распределение нагрузки на корпус подшипника. Привод шаровой мельницы производится от электродвигателя с помощью клиноременной передачи. Вращение от двигателя передается промежуточному валу, на котором установлена цилиндрическая шестерня, приводящая во вращение зубчатый венец, прикрепленный болтами к барабану.

Мелющие шары изготовляют из отбеленного чугуна или марганцовистой стали, диаметр их от 40 до 135 мм. Эффективность дробления зависит от размеров и массы шаров. Для обеспечения тонкого помола вместе е крупными шарами загружают и более мелкие, которые дополнительно дробят мелкий материал до нужной тонкости. Мелких шаров (по весу) должно быть больше, чем крупных.

Рекламные предложения:

Читать далее: Установки дробильно-сортировочные

Категория: — Дорожные машины 2

Главная → Справочник → Статьи → Форум

---

---

Ударная шаровая мельница «ТРИБОКИНЕТИКА» или новая техника механического диспергирования

В статье упоминается оборудование:

ТРИБОКИНЕТИКА – 3050Мельница

от 3 990 000 Р.

Оборудование относится к разделу:

Мельницы среднего и тонкого помола, воздушные классификаторы

Эффективность — результативность процесса или операции,
по отношению результата к затратам,
обеспечившим его получение

1.

Тонкий помол сегодня и завтра

В настоящее время существуют различные способы получения высокодисперсных порошков твердых тел. При этом механический способ является наиболее простым и широко распространенным. Для диспергирования минерального сырья находят применение машины, отличающиеся способом воздействия на материал. В одном случае это может быть раздавливание, в другом – удар, истирание или их комбинация [1].

Сегодня основными агрегатами тонкого помола являются шаровые и аналогичные им мельницы. Их рабочие элементы — это броневые плиты барабана и загруженные в него мелющие тела — шары, стержни, диски, а в мельницах самоизмельчения —  крупные куски материала. Вращение барабана вызывает подъем мелющих тел, которые, достигнув определенной высоты, падают и скатываются вниз (Рис.1).

Рис. 1 Устройство шаровой мельнице и схема движение шаров в барабане

Разрушение материала в шаровых мельницах происходит как в результате медленного раздавливания — истирания при скатывании шаров, так и быстрого сжатия от ударов при их падении.

Несмотря на абсолютное лидерство среди агрегатов тонкого помола, используемых в многотоннажном производстве порошкообразных материалов, шаровым мельницам присущи и серьезные недостатки. Только от  2 до 20% всей потребляемой энергии расходуется непосредственно на измельчение [2], остальная ее часть идет на преодоление сил трения, образование тепла, звуковых колебаний, вибрации и т.д. В результате проведенных исследований было установлено, что только каждый тысячный удар шара производит работу непосредственно по измельчению [3]. И если грубый помол с получением частиц, размерами в сотые доли миллиметра, не вызывает серьезных затруднений, при более тонком помоле коэффициент полезного действия шаровой мельницы снижается настолько, что ее дальнейшее использование становится экономически не целесообразно. Ограниченность самого способа измельчения, как и реализующего его оборудования прекрасно отражают слова советского учёного, доктора технических наук Александра Васильевича Волженского:

«…большое уменьшение затрат энергии могут дать лишь те способы, при которых материалы измельчались бы под влиянием прямых разрывающих воздействий на них, а не в результате первоначальных сжимающих сил» [4].

2. Удар и сжатие

Все твердые материалы характеризуются присущим им сопротивлением измельчению. Разрушение твердого тела происходит в том случае, если подведенной энергии достаточно для преодоления сил внутреннего сцепления. Обычно при механическом диспергировании обрабатываемый материал подвергается действию сжимающих сил с двух сторон (статическое раздавливание — истирание) или с одной стороны (свободный удар). Первый способ измельчения реализуется, например, в щековых, конусных и валковых дробилках, шаровых и вибрационных мельницах, второй способ характерен для дезинтеграторов, мельниц струйных и ударно-отражательных дробилок. Но в любом случае кинетической энергии действующих мелющих тел должно быть достаточно для создания таких напряжений, которые по достижению предельных значений приведут к разрыву целого куска с образованием более мелких фрагментов. При этом расход энергии, необходимой для создания критических напряжений, может существенно различаться, в зависимости как от физико-механических свойств самого измельчаемого материала, так и способа приложения разрушающих сил.

Минеральное сырье, обычно используемое в производстве порошков твердых тел, характеризуется прочностью на сжатие, в 6-12 раз превосходящей прочность на растяжение, поэтому для его диспергирования целесообразно использовать быстрый удар, а не медленное сжатие. Одни и те же результаты измельчения могут быть достигнуты с разными показателями экономичности процесса, и существующий опыт использования самого распространенного инструмента тонкого помола подтверждает такую возможность.

Хотя шаровые мельницы лишь условно можно назвать агрегатом ударного действия, теория и практика их применения позволяет установить четкую зависимость между преобладающим способом разрушения и эффективностью тонкого помола.

Как говорилось выше, способ разрушения материала в шаровых мельницах комбинированный, то есть присутствует и раздавливание — истирание от качения шаров и удары от их падения. От того, какой способ будет преобладающим, зависит количество энергии расходуемой на образование единицы новой поверхности. Несмотря на простоту устройства и принципа действия шаровой мельницы, результаты ее технико-экономического использования зависят от множества факторов. Ключевыми из них являются: крупность питания, размер и распределение мелющих тел, объем загрузки, скорость вращения барабана. Последний в большей степени и определяет эффективность работы мельницы, так как ударная составляющая помола — это, прежде всего, масса и скорость шаров.

Механизм «бросания» мелющих тел в шаровой мельнице достаточно хорошо изучен, и большинство вышеперечисленных факторов работают на интенсификацию именно ударного воздействия. Вращение корпуса мельницы увлекает шары, которые, поднявшись на некоторую высоту, отрываются от стенки и падают вниз. При этом шары падают не отвесно, а по параболе. После отрыва от стенки шар продолжает двигаться как тело, брошенное под углом к горизонту со скоростью равной скорости вращения барабана. Акт измельчения происходит в том случае, если кинетической энергии брошенного шара достаточно для преодоления внутренних связей в частицах материала.   Чем больше энергия шара, тем выше и его размольная мощность.

Так как масса шара постоянная, увеличение его кинетической энергии возможно, только за счет повышения скорости вращения барабана. Однако, сам принцип работы шаровой мельницы исключает такую возможность, как только действующие центробежные силы начинают сильнее прижимать мелющие тела к стенкам барабана, падение шаров, а значит и помол, прекращаются. Поэтому главной задачей расчета параметров шаровой мельницы является определение критической скорости вращения барабана. Если она выбрана верно, достигается большая высота подъема и скорость «бросания» шаров, если нет — процесс измельчения резко замедляется, а энергорасход мельницы возрастает. Но центробежная составляющая ставит предел максимально допустимой скорости вращения барабана, а значит, эффективность тонкого помола с использованием шаровых мельниц не может быть существенно увеличена, что в свою очередь вызы­вает необходимость в изыскании таких способов диспергирования, где ударная составляющая была бы реализована в максимально полном объеме.

3. Разнообразие вариантов и отсутствие альтернативы

В настоящее время разработана большая номенклатура аппаратов измельчения свободным ударом. Однако в крупнотоннажном производстве нашли применение только ударно-отражательные дробилки, серьезно потеснив, а в некоторых областях и практически полностью заменив, «тихоходные» агрегаты дробления. Ударные мельницы же, несмотря на безупречность теоретических посылов для их создания, не могут похвастаться подобными успехами, сферой их применения является относительно грубый помол мягких материалов до размеров частиц в 100 мкм, с невысокой производительностью и относительно большими затратами энергии. Редкие исключения, когда рассматриваемые машины все же используются для помола мягких, малоабразивных материалов только лишний раз указывают на серьезные проблемы технической реализации принципов ударного диспергирования.

Даже спустя десятилетия научных исследований, экспериментов, масштабных испытаний, модернизаций и улучшений современные мельницы свободного удара, используемые в производстве высокодисперсных порошков (S_уд ? 3000 см

2/г),  не имеют существенных преимуществ перед шаровыми мельницами ни по одному из ключевых показателей. Напротив, попытки промышленного использования наиболее ярких представителей быстроходных машин ударного диспергирования: струйных и вихревых мельниц, дезинтеграторов и дисмембраторов выявили целый ряд их серьезнейших недостатков.

В частности, расход энергии центробежной мельницы при помоле цементного клинкера до удельной поверхности 2500 см²/г превышает 200 кВт на тонну, что почти в десять раз больше, чем затрачивают многокамерные шаровые мельницы, используемые в производстве цемента [5]. Не приходится удивляться и весьма низкой технической надежности вихревых, центробежных, а также подобных им быстроходных мельниц, учитывая высокую скорость движения помольных элементов, находящихся в постоянном контакте с материалами различной степени абразивности.

Струйные мельницы характеризуются также большим расходом энергии, который дополняется и относительно быстрым износом деталей, контактирующих с измельчаемым материалом, высокой сложностью самого агрегата, а также его периферии. Так как размольная мощность струйных мельниц не велика, получение высокодисперсных порошков возможно только в замкнутой схеме помола при интенсивной циркуляции материала. В некоторых случаях эта циркуляция в десятки раз превосходит производительность самой мельницы.   Дополнительные сложности применения струйных мельниц создает необходимость очистки больших объемов отходящего воздуха и неизбежный унос наиболее высокодисперсной фракции материала с отработанным носителем.

Из перечисленных агрегатов дезинтегратор является примером, пожалуй, наиболее успешной реализации ударного измельчения твердых материалов.  Существует обширный опыт промышленного использования дезинтеграторных мельниц-активаторов в производстве оригинального строительного материала – силикальцита, получаемого путем совместного помола извести и кварцевого песка [6]. Однако применение быстроходных дезинтеграторов ограничено относительно грубым помолом. Получение порошков с удельной поверхностью до 2000 см

2/г включительно можно считать естественным пределом для данного вида оборудования. Предпринимаемые попытки увеличения размольной мощности дезинтеграторов за счет большей частоты вращения помольных органов вызывают ускоренный износ последних, уменьшая и без того небольшие сроки безремонтной эксплуатации (Рис.2).

Рис. 2 Схема движения материала в дезинтеграторе и последствия абразивного износа стержней

Для того, чтобы понять, почему применение измельчителей ударного действия сегодня ограничено только грубым помолом мягких материалов, необходимо пересмотреть способы реализации ударного разрушения твердого тела с позиции основных законов Ньютоновской механики: инерции, действия и противодействия. Именно здесь и скрывается ответ на вопрос: почему ударные дробилки успешно используются во всем мире, а мельницы свободного удара, так и не реализовав и малой части своих потенциальных возможностей, нашли очень ограниченное применение.

4. Скорость, масса, размер

В мельницах ударного действия разрушение частиц материала происходит вследствие ударных нагрузок. Эти нагрузки могут возникнуть в самых разнообразных условиях и обстоятельствах. Например, при падении мелющих тел, при столкновении летящей частицы с неподвижной преградой или, напротив, столкновения мелющих тел с неподвижной или движущейся частицей, так же возможны и взаимные соударения частиц в полете. Но в любом случае кусок материала или само мелющее тело должно обладать таким количеством кинетической энергии, которой хватило бы для преодоления внутренних связей между частицами.

При ударном измельчении разрушающий эффект зависит от массы тела и его скорости. Кинетическая энергия тела в момент удара определяется по известной формуле: E=mV²/2, где m — масса тела, а V — его скорость. Чем больше вес куска материала и выше его скорость, тем эффективней работа ударного диспергирования. Если уменьшить массу тела, для достижения тех же результатов измельчения нужно увеличить его скорость и наоборот, но в любом случае недостаток одного должен компенсироваться избытком другого — это основа способа измельчения ударом.

Несмотря на все разнообразие конструкций измельчительных машин ударного действия, механика разрушения твердого тела различается лишь некоторыми нюансами, что хорошо прослеживается на примере центробежной мельницы и ударно-отражательной дробилки. В последней материал, подлежащий измельчению, подается на быстро вращающийся ротор-ускоритель, частицы приобретают скорость, равную скорости ротора, и выбрасываются в пространство помольной камеры, их разрушение происходит при ударе об отражательные плиты и столкновении друг с другом в полете (Рис.3).

Рис. 3 Движение материала в ударно-отражательной дробилке

В ударно-отражательных дробилках материал после столкновения с преградой практически сразу выводится из агрегата, а в центробежных мельницах часть материала отправляется на дополнительное измельчение. Частицы, ударившись о препятствие, отскакивают от него, возвращаются к ротору-ускорителю, снова отбрасываются им. Таким образом, цикл может повторяться до тех пор, пока частицы не достигнут требуемых размеров и не будут выведены из мельницы.

Ударно-отражательные дробилки, выпуск которых налажен такими известными производителями измельчительного оборудования как: «BHS sonthofen», «Barmak Associates», «Sandvic», «Krupp», позволяют получать продукт высокого качества с меньшими затратами. Однако по мере изменения массы частиц, характер их взаимодействия с рабочими органами измельчительной машины кардинально меняется.

Одной из особенностей измельчения свободным ударом является тот факт, что разрушение материала происходит по наиболее слабым связям, дефектам структуры в местах соединения кристаллов, зерен, слоев и т.д. В производстве фракционированного щебня или искусственного песка это несомненное преимущество, так как продукт ударного дробления представлен зернами изометрической формы без внутренних дефектов с небольшим содержанием переизмельченного продукта. В тоже время для получения большей тонины помола, упрочнение частиц которое происходит вместе с уменьшением их размеров, создает дополнительные трудности.

В определенный момент, когда структурная прочность каждой отдельной частицы достигает своего максимума, а ее масса ничтожно мала, свободный удар практически полностью замещается истиранием. Ротор центробежной мельницы перестает выполнять функцию ускорителя и работает скорее как завихритель материаловоздушных потоков (Рис. 4). Увлекаемые к стенкам помольной камеры крупные частицы вытесняют более мелкие, которые, перемещаясь от периферии к центру, измельчаются исключительно за счет взаимного истирания в турбулентных потоках.

Если судить по расходу энергии на образование единицы новой поверхности твердых материалов — это один из самых неэффективных способов измельчения.

Рис.4  Вихревая мельница и ее ротор. Преобладающий способ измельчения в таком агрегате — истирание

5. Рациональное ускорение, способ

Совершенно очевидно, что для поддержания высокого уровня эффективности ударного диспергирования кинетическая энергия мелющих тел, кусков, зерен, частиц и т.д. не должна уменьшаться. Данное условие ставит под сомнение саму возможность промышленного использования эффекта самоистирания твердых материалов (? 3 по шкале Мооса) в производстве высокодисперсных порошков (S_уд  ?3000 см²/г), так как расход энергии в этом случае в десятки раз превышает общепринятые нормы. Естественно, это вовсе не означает, что ударное измельчение ограничено диспергированием только мягких, непрочных, малоабразивных веществ, напротив, приведенные факты только указывают на необходимость создания других типов мельниц, способных реализовать все преимущества разрушающего удара.

Интенсификация механического диспергирования возможна только за счет увеличения работы мелющих тел, масса которых серьезно не меняется в течение всего процесса. Данное условие отчасти реализуется в вибрационных, планетарных и центробежно-эллиптических шаровых мельницах, используемых в настоящее время для тонкого помола минерального сырья. Принцип действия этих машин основан на интенсивном побуждении мелющих тел, когда взамен сил гравитации, вызывающей падение шаров, используется инерция, центробежные силы и т.д.

Вращение вала вибратора, а за ним и самого корпуса мельницы заставляет мелющие тела совершать движения в соответствии с величиной эксцентриситета или радиуса водила. Передача энергии мелющей загрузки осуществляется через корпус мельницы. Под действием инерции, центробежных сил, знакопеременных нагрузок шары внутри корпуса движутся по сложной траектории, прижимаются к стенкам барабана, ударяются друг об друга, а также о частицы измельчаемого материала, разбивая, раздавливая и перетирая их (Рис.5).

Рис. 5 Вибрационная мельница и схема ее работы

Минусом данного способа являются техническая сложность его реализации. Целый ряд конструктивных и технологических недостатков вибрационных и аналогичных им мельниц препятствует созданию машин, в которых высокая эффективность помола сочеталась бы с технической надежностью оборудования. Трудности уравновешивания массивных движущихся частей,  разрушающее воздействие вибрации и большие ударные нагрузки, сложная кинематика привода барабана — все эти факторы самым негативным образом сказываются на надежности и безотказности агрегатов. В настоящее время вибрационные и подобные им мельницы в основном используются в качестве лабораторного и полупромышленного оборудования, позволяющего осуществлять тонкий и особо тонкий помол минерального сырья с производительностью до 500 кг/ч. В крупнотоннажном производстве данные мельницы широкого применения не нашли.

Однако в данном случае проблему масштабируемости процесса следует отнести не к реализуемому способу измельчения, а скорее к его аппаратному обеспечению. Уже тот факт, что более интенсивное побуждение шаров позволило выйти на новый уровень механического диспергирования указывает на перспективность данного направления. Основной вопрос заключается только в выборе наиболее рационального способа сообщить мелющим телам достаточно высокую скорость.

Но увеличить работу мелющей загрузки возможно и не приводя в движение весь корпус мельницы, а, например, разогнав только относительно легкий ротор-ускоритель, который и будет разбрасывать или «выстреливать» шары вместе с измельчаемым материалом. Ведь сообщить большую кинетическую энергию мелющим телам возможно как минимум двумя способами: или напрямую, разогнав в ускорителе шары вместе с измельчаемым материалом, или опосредовано, через корпус мельницы. При этом первый способ является более эффективным, так как энергия передается непосредственно действующему телу и объекту разрушения, исключая  передаточные звенья, а значит и дополнительные затраты.

6. Kinetik?s — приводящий в движение

Если в центр ротора-ускорителя вместе с материалом подать также и мелющие тела, преобладающим способом измельчения будет не раздавливание-истирание, а именно удар (Рис.6). Такую мельницу можно назвать ударно-шаровой, так как именно шар является действующим мелющим телом. Данный способ успешно реализован в высокоэффективной мельнице «ТРИБОКИНЕТИКА», разработанной машиностроительным предприятием «ТЕХПРИБОР» г. Щекино. Новая мельница, как и реализуемый ею способ измельчения, открывает совершенно новые возможности диспергирования твердых тел, позволяя серьезно пересмотреть существующую практику получения порошкообразных материалов.

Рис. 6 Принцип действия и вид помольной камеры ударной шаровой мельницы «ТРИБОКИНЕТИКА»

Удачно сочетая преимущества «классических» шаровых и быстроходных центробежных мельниц,  «ТРИБОКИНЕТИКА» демонстрирует наибольшую в классе степень измельчения, техническую надежность, возможность проведения полного спектра механохимических реакций и превращений. Ее основным отличием от рассмотренного выше оборудования является высокая эффективность на всех стадиях измельчения, от мелкого дробления до сверхтонкого помола.

Большая размольная мощность ударно-шаровой мельницы обеспечивает и целый ряд дополнительных преимуществ в создании участков дробления-помола за счет сокращения единиц оборудования, задействованного в процессе. Если крупность питания вибрационных мельниц обычно не превышает 3-5 мм, «ТРИБОКИНЕТИКА» загружается кусками материала размерами до 70 мм включительно. Так как их масса достаточно высока, покидая ротор-ускоритель со скоростью порядка 40-60 м/с, крупные куски разрушаются при ударе об отражательные плиты статора мельницы. С уменьшением размеров частиц их дальнейшее измельчение происходит в результате ударов шаров, кинетическая энергия которых составляет от 6 до 40Дж (в зависимости от массы шара и скорости ротора), что вполне достаточно для разрушения самых прочных материалов, используемых в производстве порошков. Таким образом, на всех стадиях помола ударная составляющая не замещается истиранием, а значит и не теряет своей эффективности, изменяются только виды удара.

Так, при грубом помоле преобладающим является свободный удар, когда материал разрушается по слабым спаям и дефектам. По  мере уменьшения размеров частиц их дальнейшее разрушение происходит в местах сосредоточения наибольших нагрузок, то есть в результате стесненного удара. С учетом наибольшей крупности питания степень измельчения в ударно-шаровой мельнице «ТРИБОКИНЕТИКА» достигает 1000 и выше, что превосходит возможности практически всех существующих в настоящее время агрегатов тонкого помола. И эти впечатляющие результаты достигаются при относительно невысоких скоростях вращения ротора-ускорителя (от 1000 до 3000 об/мин), что положительно сказывается на ресурсе изнашивающихся частей, приводной части и общей надежности оборудования.

Но «ТРИБОКИНЕТИКА» — это не только большая размольная мощность, но и прежде всего высокая экономичность измельчения. Ведь создание предельной концентрации энергии в ограниченном объеме помольной камеры не является самоцелью, эффективность тонкого помола определяется тем, на что расходуется  большая часть подведенной энергии. При истирающем помоле – это, прежде всего, нагрев, вибрация, создание паразитных воздушных и циркуляционных потоков, непродуктивное нагружение тонких фракций продукта помола и т.д. «ТРИБОКИНЕТИКА» практически полностью лишена перечисленных недостатков, даже воздушные потоки, образованные вращающимся ротором-ускорителем, используются максимально продуктивно.

Хорошо известно, что эффективность механического диспергирования, оцениваемая по оптимальному гранулометри­ческому составу порошка и минимальному удельному расходу электроэнергии, тем выше, чем быстрее и полнее вы­деляются из материала наиболее тонкие фракции, тормозящие процесс измельчения. В существующих мельницах процессы помола и классификации, как правило, разделены. То есть мельница состоит из отдельного измельчителя и  устройства, где происходит разделение продукта помола на товарную фракцию и крупку, отправляемую на домол. В новой ударно-шаровой мельнице «ТРИБОКИНЕТИКА» процессы измельчения и разделения совмещены в одном устройстве — мельнице-классификаторе. Воздушные потоки захватывают частицы нужных размеров и выводят их из помольной камеры, улучшая тем самым условия работы мельницы. Таким образом, большая часть подведенной энергии расходуется именно на разрушение относительно крупных частиц, а не на повторное нагружение мелких.

Встроенный классификатор также позволяет изменять границу разделения, переключать систему на возврат крупки в замкнутых схемах измельчения или выдачу до трех фракций продукта помола в открытых схемах.

7. Итоги и перспективы

Измельчение является основой большинства современных технологий и широко используется в самых различных областях материального производства. Знаковые достижения человеческой цивилизации от хлебной муки до извести неразрывно связаны с процессами дробления и помола.

В век информационных технологий механическое диспергирование не только не утратило своего значения, но приобрело статус базового передела, результаты которого в конечном итоге и определяют основные свойства коммерческого продукта. Проблема рационализации процесса измельчения, как и создания новых типов мельниц, никогда еще не стояла так остро как в настоящее время. Сегодня реальная потребность в высокодисперсных порошках значительно превышает возможности «классических» мельниц тонкого помола, как в части себестоимости, так и качества продукта. При этом некоторые типы измельчительного оборудования практически полностью исчерпали резервы для серьезной модернизации.

Рост потребления порошкообразных материалов, в том числе субмикронной размерности, предъявляет все более жесткие требования не только к гранулометрическим характеристикам порошков, но также к форме отдельных частиц, структуре пограничных слоев, реакционной способности новообразованной поверхности, себестоимости помола и т.д. В этой связи показатели эффективности измельчения приобретают совершенно новое значение. И если при относительно грубом помоле расход или точнее перерасход энергии не превышает общепринятых норм, а ее доля в себестоимости конечного продукта незначительна, то производство высокодисперсных порошков, которое всегда связанно с более высокими энергетическими затратами, попросту не может позволить себе использование недостаточно эффективных способов диспергирования. В противном случае самые прогрессивные технологии становятся пленниками устаревших взглядов, традиций и технических решений «…времен Очаковских и покоренья Крыма…».

А.Б. Липилин, главный инженер МП «ТЕХПРИБОР»;
М.В. Векслер, инженер, ведущий специалист;
Н.В. Коренюгина, главный технолог.

Конструкторские решения, использованные при создании ударно-шаровой мельницы «ТРИБОКИНЕТИКА», защищены патентами РФ.

Список литературы:

1. П. М. Сиденко Измельчение в химической промышленности. Москва, 1977, 365 С.
2. В. И. Акунов О выборе оптимальных типов измельчителей. //Строительные материалы. 1962. №11, С. 21-22.
3. А. Рулли, Х. Тедер Форма и характер поверхности зерен кварцевого песка в зависимости от способа помола и их влияние на фракционный способ при воздушной сепарации. В сб.тр. НИПИ силикатобетона.1971.Таллин, №6, С.103-118.
4. А.В. Волженский Минеральные вяжущие вещества.Стройиздат, 1986. С. 216-217.
5. П. М. Сиденко Измельчение в химической промышленности. Москва, 1977, 158 С.
6. И. А. Хинт Основы производства силикальцитных изделий. Госстройиздат, 1962.

Шаровая мельница — RETSCH — мощное измельчение и гомогенизация

Шаровые мельницы являются одними из самых универсальных и эффективных инструментов, когда речь идет об измельчении твердых, хрупких или волокнистых материалов. Благодаря разнообразию режимов измельчения, полезному объему и доступным материалам измельчающих инструментов шаровые мельницы идеально подходят для широкого спектра применений.

НОВЫЙ

• Исходный материал: твердый, среднетвердый, мягкий, ломкий, эластичный, волокнистый
• Размер подачи материала*:
• Конечная крупность*: ~ 0,1 мкм
• Настройка частоты колебаний: цифровая, 3–30 Гц (180–1800 мин-1) 09 09 0999999999 9 9 9 9 9 9 охрупчивание, охлаждение, нагрев, регулирование температуры
• Подробная информация о продукте

НОВЫЙ

• Исходный материал: твердый, среднетвердый, мягкий, хрупкий, эластичный, волокнистый
• Размер исходного материала*:
• Конечная крупность*: ~ 0,1 мкм
• Настройка частоты колебаний: цифровая, 3 — 35 Гц (180–2100 мин-1)
• Подробная информация о продукте

НОВЫЙ

• Исходный материал: твердый, среднетвердый, мягкий, ломкий, эластичный, волокнистый
• Размер подачи материала*:
• Конечная крупность*: ~ 5 мкм
• Количество станций измельчения: 6 мин-1)
• Подробная информация о продукте

• Исходный материал: твердый, средней твердости, мягкий, хрупкий, эластичный, волокнистый
• Размер исходного материала*:
• Конечная крупность*: ~ 5 мкм
• Настройка частоты колебаний: цифровая, 3–30 Гц (180–1800 мин-1)
• Подробная информация о продукте

• Исходный материал: средней твердости, твердый, ломкий, волокнистый — сухой или влажный
• Размер исходного материала*:
• Конечная крупность*:
90 2 90
• Подробная информация о продукте

• Материал подачи: мягкий, твердый, хрупкий, волокнистый — сухой или влажный
• Размер подачи материала*:
• Финальная тонкость*:
• № из шлифования: 1
• Передаточное отношение: 1 : -2
• Подробная информация о продукте

• Исходный материал: мягкий, твердый, ломкий, волокнистый, сухой или влажный
• Размер загружаемого материала*:
• Конечная крупность*:
• Количество станций измельчения: 1
• Передаточное отношение: 1:-1
• Подробная информация о продукте

• Исходный материал: мягкий, твердый, ломкий, волокнистый, сухой или влажный0009
• Передаточное отношение: 1 : -2
• Подробная информация о продукте

• Материал подачи: мягкий, жесткий, хрупкий, волокнистый — сухой или влажный
• Размер подачи материала*:
• Финальная тонкость*:
• № № измельчающих станций: 4/2
.
• Передаточное отношение: 1:-2 / 1:-2,5 / 1:-3
• Подробная информация о продукте

• Применение: система измерения давления и температуры
• Диапазоны измерения: давление газа: 0 — 500 кПа
  температура: -45°C — +110°C (+85°C)
• Подробная информация о продукте

НОВЫЙ

• Подаваемый материал: мягкий, твердый, ломкий, волокнистый
• Размер подаваемого материала*:
• Конечная крупность*:
• Подробная информация о продукте

^{*в зависимости от исходного материала и конфигурации/настроек прибора}

RETSCH является ведущим мировым производителем лабораторных шаровых мельниц и предлагает идеальный продукт для каждого применения.

Высокоэнергетическая шаровая мельница E _max и MM 500 были разработаны для измельчения с максимальным потреблением энергии. Инновационная конструкция как мельницы, так и размольного стакана позволяет непрерывно измельчать до нанодиапазона за кратчайшее время — лишь с незначительным нагреванием. Эти шаровые мельницы также подходят для механохимии.

Мельницы-смесители быстро и эффективно измельчают и гомогенизируют небольшие объемы проб за счет удара и трения. Эти шаровые мельницы подходят для сухого, мокрого и криогенного измельчения, а также для разрушения клеток с целью извлечения ДНК/РНК.

Планетарные шаровые мельницы соответствуют и превосходят все требования для быстрого и воспроизводимого измельчения до аналитической тонкости. Они используются для решения самых сложных задач в лаборатории, от рутинной обработки образцов до коллоидного измельчения и разработки современных материалов.

Барабанная мельница представляет собой разновидность шаровой мельницы, подходящую для тонкого измельчения крупного сырья и больших объемов проб.

Планетарная шаровая мельница PM 100 — RETSCH

Планетарная шаровая мельница PM 100 — это мощная настольная модель с одной размольной станцией и простым в использовании противовесом, который компенсирует массу до 8 кг. Он позволяет измельчать до 220 мл материала образца за партию.

Чрезвычайно высокие центробежные силы планетарных шаровых мельниц обеспечивают очень высокую энергию измельчения и, следовательно, короткое время измельчения.

PM 100 можно найти практически во всех отраслях промышленности, где процесс контроля качества предъявляет самые высокие требования к чистоте, скорости, тонкости и воспроизводимости.

Мельница идеально подходит для таких исследовательских задач, как механохимия (механосинтез, механическое сплавление и механокатализ) или сверхтонкое коллоидное измельчение в нанометровом масштабе, а также для рутинных задач, таких как смешивание и гомогенизация мягких, твердых, хрупких или волокнистые материалы.

Видео о продукте

Planetary Ball Mill PM 100 Reviews from our customers

Trusted reviews provided by

Planetary Ball Mill PM 100 Reproducibility, safety and easy handling

• Reproducible results due to speed control
• Простая и надежная фиксация размольных стаканов
• Защитный слайдер предотвращает запуск машины без надежно закрепленных стаканов
• Идеальная устойчивость на лабораторном столе благодаря технологии FFCS
• Инновационный противовес и датчик дисбаланса для работы без присмотра
• Удобная настройка параметров с помощью дисплея и эргономичное управление одной кнопкой
• Автоматическая вентиляция камеры измельчения
• Возможность сохранения 10 СОП, программируемое время запуска
• Резервное копирование при отключении питания обеспечивает сохранение оставшейся обработки время

Настройки и опции

• Возможна сухая и мокрая шлифовка
• Подходит для длительных испытаний, 99:59:59 ч макс.
• Интервальная работа позволяет делать перерывы на охлаждение
• Изменение направления помогает минимизировать эффект слеживания

Планетарная шаровая мельница PM 100 Безопасность превыше всего: противовес и зажим чаши

Противовес

Противовес противовес для балансировки. В планетарной шаровой мельнице PM 100 этот противовес можно отрегулировать на наклонной направляющей, чтобы компенсировать разную высоту центров тяжести размольных стаканов разного размера и, таким образом, избежать нежелательных колебаний машины.

Защитный слайдер

Эксплуатация планетарных шаровых мельниц RETSCH особенно безопасна. Они оснащены прочным защитным ползунком, который гарантирует, что мельница может быть запущена только после надежной фиксации размольного стакана с помощью зажимного устройства. Самодействующий замок обеспечивает правильную и надежную посадку кувшина. Эта проверенная прочная механическая система менее подвержена сбоям, чем электронные решения — пользователь имеет полный доступ к образцу в любое время. Когда электронная система выходит из строя, невозможно, например, разблокировать банки.

Планетарная шаровая мельница БДМ 100 Мокрое и наноизмельчение с помощью БДМ 100

Мокрое измельчение используется для получения частиц размером менее 5 мкм, так как мелкие частицы склонны заряжаться на своей поверхности и агломерироваться, что затрудняет дальнейшее измельчение в сухом режиме сложно. Добавляя жидкость или диспергатор, частицы можно разделить.

Для получения очень мелких частиц размером 100 нм или меньше (наномасштабное измельчение) путем мокрого измельчения требуется трение, а не удар. Это достигается за счет использования большого количества мелких мелющих шаров, которые имеют большую поверхность и множество точек трения. Идеальный уровень заполнения кувшина должен состоять из 60 % мелких мелющих шаров.

Подробнее о наполнении банок, мокром измельчении и извлечении проб смотрите в видео.

На графике показан результат измельчения глинозема (Al ₂ O ₃ ) при 650 об/мин в БДМ 100. После 1 ч измельчения в воде мелющими шарами диаметром 1 мм среднее значение гранулометрического состава составляет 200 нм; через 4 часа она составляет 100 нм.

Измельчение глинозема в воде мелющими шарами диаметром 1 мм (слева) через 1 час (синий) и через 4 часа (зеленый)

В другом испытании материал сначала измельчали ​​в течение 1 часа мелющими шарами диаметром 1 мм, а затем в течение 3 часов мелющими шарами диаметром 0,1 мм. В этом случае был достигнут средний размер 76 нм.

Измельчение оксида алюминия мелющим шаром диаметром 1 мм (1 час), а затем шарами диаметром 0,1 мм (3 часа) в воде

Результаты показывают, что планетарные шаровые мельницы могут производить частицы размером в нанометровом диапазоне. Выбор правильного размера шарика, типа жидкости и соотношения жидкость/твердое вещество (уровень вязкости) играют решающую роль в этом процессе.

Планетарная шаровая мельница PM 100 Размольные стаканы «Комфорт» для отличных результатов

Производительность и результат пробоподготовки также определяются выбором размольного стакана и загрузки в него шаров. Ассортимент размольных стаканов comfort был специально разработан для экстремальных условий работы, таких как длительные испытания, мокрое измельчение, высокие механические нагрузки и максимальные скорости, а также для механического легирования.

Банки и крышки для специального применения

• Для коллоидного или мокрого измельчения рекомендуется использовать размольный стакан со специальным закрывающим устройством.
• Аэрационные крышки предназначены для работы в инертной атмосфере, например, если кислород может влиять на процесс измельчения или механосинтеза. Крышки позволяют подавать газы, такие как аргон или азот, в размольный стакан.
• Дополнительная система измерения давления и температуры PM GrindControl

Планетарная шаровая мельница PM 100 Рекомендуемое наполнение стаканов

Для получения оптимальных результатов измельчения размер стакана должен соответствовать количеству обрабатываемой пробы. Размер мелющих шаров в идеале в 3 раза больше, чем размер самого большого образца. Следуя этому эмпирическому правилу, количество размольных шаров для каждого размера шара и объема стакана указано в таблице ниже. Для измельчения, например, 200 мл пробы, состоящей из частиц размером 7 мм, рекомендуется использовать банку емкостью 500 мл и мелющие шары размером не менее 20 мм или больше. Согласно таблице требуется 25 мелющих шаров.

Размольный стакан номинальный объем	Количество пробы	Макс. размер подачи	Рекомендуемая загрузка шаров (шт.)
			Ø 5 мм	Ø 7 мм	Ø 10 мм	Ø 15 мм	Ø 20 мм	Ø 30 мм	Ø 40 мм
12 мл	до 5 мл		50	15	5	—	—	—	—
25 мл	до 10 мл		100	25	8	—	—	—	—
50 мл	5 – 20 мл		200	45	10	7	3	—	—
80 мл	10 – 35 мл		250	70	25	10	5	—	—
125 мл	15 – 50 мл		500	110	30	18	7	—	—
250 мл	25 – 120 мл		1200	220	50	45	15	6	—
500 мл	75 – 220 мл		2000	440	100	70	25	8	4

В таблице приведены рекомендуемые количества (в штуках) размольных шаров разного размера в зависимости от объема размольного стакана, количества пробы и максимального размера загрузки.

Планетарная шаровая мельница PM 100 Типичные образцы материалов

Планетарные шаровые мельницы RETSCH идеально подходят для измельчения, например, сплавов, бентонита, костей, углеродных волокон, катализаторов, целлюлозы, цементного клинкера, керамики, древесного угля, химических веществ. продукты, глинистые минералы, уголь, кокс, компост, бетон, электронный лом, волокна, стекло, гипс, волосы, гидроксиапатит, железная руда, каолин, известняк, оксиды металлов, минералы, руды, краски и лаки, бумага, пигменты, растительные материалы , полимеры, кварц, семена, полудрагоценные камни, осадок сточных вод, шлак, почвы, ткани, табак, образцы отходов, древесина и т. д.

Жестковолокнистый: дерево

Образец 40 г
Размольный стакан из нержавеющей стали 500 мл
Размольные шары из нержавеющей стали, 8 x 30 мм
5 мин при 380 об/мин Размольный стакан из карбида вольфрама 250 мл
Размольный стакан из карбида вольфрама 15 x 20 мм
5 мин при 500 об/мин

шары
2 мин. При 400 об/ мин

Фиброзной: сухофляная трава

200 мл образец
250 мл шлифования оксида оксида циркония
15 x 20 мм оксида оксида циркония
30 мин на 480 об/ мм

Средняя-среда-горно-горные. осадок сточных вод

20 г проба
125 мл размольный стакан из оксида циркония
50 x 10 мм размольные шары из оксида циркония
30 мин при 380 об/мин с изменением направления

Средняя твердость: проба 0 70 8

0221 500 мл размольный стакан из оксида циркония
8 x 30 мм размольных шаров из оксида циркония
3 мин при 450 об/мин

Твердоломкий: лазурит

4 пробных образца
2 мин при 420 об/мин

Мягкий – мокрый помол: каротин

50 г пробы + 70 г масла
50 мл размольный стакан из оксида циркония
1100 г размольные шары из оксида циркония 3 мм

8 об/мин (интервал работы с 10-минутным помолом / 10-минутный перерыв = чистое время помола 1 час) 

Чтобы найти лучшее решение для вашей задачи подготовки проб, посетите нашу базу данных приложений.

Application Database

Planetary Ball Mill PM 100 Technical Data

777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777. 59:59

Applications	pulverizing, mixing, homogenizing, colloidal milling, mechanical alloying, mechanosynthesis, nano grinding
Field of application	agriculture, biology, химия, строительные материалы, машиностроение/электроника, экология/переработка, геология/металлургия, стекло/керамика, медицина/фармацевтика
Feed material	soft, hard, brittle, fibrous — dry or wet
Size reduction principle	impact, friction
Material feed size*
Final fineness*
Размер партии / количество подачи*	макс. 1 х 220 мл, макс. 2 x 20 мл с установленными друг на друга размольными стаканами
Кол-во размольных станций	1
Передаточное число	1 : -2
Sun wheel speed	100 — 650 min-1
Effective sun wheel diameter	141 mm
G-force	33. 3 g
Type of размольные стаканы	«комфорт», опциональные защитные крышки, защитные устройства
Материал размольных инструментов	закаленная сталь, нержавеющая сталь, карбид вольфрама, агат, спеченный оксид алюминия, нитрид кремния, оксид циркония
Размеры размольных стаканов	12 мл / 25 мл / 50 мл / 80 мл / 125 мл / 250 мл / 500 мл
Настройка времени помола	цифровой, с 00:09:09:09 : 59
Операция интервала	Да, с реверсией направления
Время интервала	00:00:01 до 99:59:59
СОПы для хранения	10
Interface	RS 232 / RS 485
Drive	3-phase asynchronous motor with frequency converter
Drive power	750 W
Electrical supply data	different voltages
Подключение к сети	1-фазное
Код защиты	IP 30
Потребляемая мощность	~ 1250 Вт (ВА)
W x H x D closed	640 x 480 (780) x 420 mm
Net weight	~ 86 kg
Standards	CE
Patent / Utility patent	Противовес (DE 20307741), FFCS (DE 20310654), SafetySlider (DE 202008008473)

*в зависимости от загружаемого материала и конфигурации/настроек прибора

Планетарная шаровая мельница PM 100 Принцип действия

Размольный стакан расположен эксцентрично на солнечном колесе планетарной шаровой мельницы. Направление движения солнечного колеса противоположно направлению движения размольных стаканов в соотношении 1:-2. Мелющие шары в стаканах подвергаются наложенным вращательным движениям, так называемым силам Кориолиса. Разница в скоростях между шарами и банками создает взаимодействие между силами трения и удара, что приводит к высвобождению высокой динамической энергии. Взаимодействие между этими силами обеспечивает высокую и очень эффективную степень уменьшения размера планетарной шаровой мельницы как при взаимодействии шара с шаром, так и со стенкой.

Планетарные мельницы с одной помольной станцией требуют противовеса для балансировки. В шаровой мельнице PM 100 этот противовес можно регулировать на наклонной направляющей. Таким образом можно компенсировать разную высоту центров тяжести банок разного размера, чтобы избежать возмущающих колебаний машины.

Любые оставшиеся вибрации компенсируются опорами с некоторым свободным движением (гнезда компенсации свободного усилия).