Одним из перспективных направлений развития помольного оборудования является разработка малотоннажных технологических комплексов с использованием пресс-валковых измельчителей (ПВИ) [1].
ПВИ являются разновидностью валковых дробилок и несут в себе весьма экономичный принцип измельчения материала – раздавливание с истиранием. Известно, что использование пресс-валковых измельчителей для предварительного измельчения материалов, подаваемых в шаровые мельницы, позволяет снизить удельные энергозатраты на 20¸40% и повысить производительность мельниц на 30¸50% [2].
Целью проведенных нами исследований являлась разработка конструкции и исследование основных параметров работы пресс-валкового измельчителя с вибрационным дезагломерирующим устройством (ПВИ с ВДУ), используемого для предварительного измельчения материалов с последующим доизмельчением в вихре-акустическом диспергаторе.
На первом этапе исследований нами была использована пресс-матрица, которая позволяет с достаточной точностью моделировать процесс измельчения материалов в ПВИ.
При проведении экспериментальных исследований по измельчению кварцевого песка в ПВИ в качестве варьируемых параметров были приняты: давление измельчения Р, МПа; средневзвешенный размер частиц исходного материала d0, мм. Для оценки результатов экспериментов в каждом опыте определялись следующие выходные параметры: средневзвешенный диаметр частиц измельченного материала dср.взв., м×10-3; удельная поверхность готового продукта Sуд, см2/гр; степень измельченности Е, %; содержание фракции размером менее 63мкм в измельченном материале С<0063, %.
На рис. 1 приведены графические зависимости, полученные по результатам проведенных экспериментальных исследований. Анализ полученных зависимостей позволяет сделать следующие выводы.
Увеличение давления измельчения в диапазоне от 50 до 150МПа приводит к существенному росту Sуд (с Sуд=720см2/гр до Sуд= 1150см2/гр, т.е. на 60%). С дальнейшим увеличением Р до 250 МПа прирост Sуд
менее значителен (c Sуд=1150см2/гр до 1470см2/гр, т.е. на 27%). По остальным показателям пропорция примерно та же. Так как большему значению Р соответствуют большие энергозатраты, то рациональная область значений давления измельчения находится в диапазоне Р=(150¸200)МПа.
 |
Экспериментальные зависимости dср.взв., Sуд, Е, С<0063= f(Р, d0).
Следующий показатель d0 позволяет установить предпочтительный размер фракции исходного продукта. При увеличении d0 наблюдается снижение Sуд, С<0063 с одновременным ростом Е и dср.взв. Это указывает на то, что наиболее эффективному измельчению подвергается материал с наибольшим размером частиц исходного продукта. Из этого следует, что наиболее предпочтительный размер частиц исходного материала при измельчении в ПВИ составляет d0=(0,6¸1,1)×10-3м, а материал размером менее 0,35мм целесообразно измельчать в другом помольном агрегате, например в вихре-акустическом диспергаторе (WAD).
Таким образом, на данном этапе исследований были установлены рациональные области значений факторов: давления измельчения кремнезёма Р=(150¸200)МПа и предпочтительные размеры частиц исходного материала d0=(0,6¸1,1)×10-3м.
С учетом установленных основных закономерностей процесса измельчения материала и основных требований физического моделирования нами была разработана и изготовлена экспериментальная установка пресс- валкового измельчителя с вибрационным дезагломерирующим устройством.
При разработке конструкции особое внимание было уделено на повышение эффективности разрушения частиц за счёт реализации принципа раздавливающе-сдвигового деформирования, а также на дезагломерацию спрессованной ленты, выходящей из ПВИ. Наличие микродефектной структуры измельчаемых частиц благоприятно сказывается на эффективности процесса доизмельчения материала в высокоскоростном поле воздушных потоков вихре-акустического диспергатора.
Пресс-валковый измельчитель с вибрационным дезагломерирующим устройством:
1, 2 – валки; 3, 4 – устройство для возврата недоизмельченного материала; 5, 6 – вибрационно – дезагломерирующее устройство; 7 – виброжёлоб; 8, 9 – эксцентриковые валы; 10– вибросито.
В данной конструкции ПВИ реализуются следующие конструктивно-технологические решения, повышающие не только эффективность предварительного процесса измельчения, но и обеспечивающие наиболее благоприятные условия для окончательного домола материалов в WAD.
К их числу следует отнести
-эксцентрично установленные валки;
-вибрационное дезагломерирующее устройство(ВДУ);
-устройство для возврата крупки;
-вибросито.
В результате проведенных экспериментальных исследований на ПВИ с ВДУ были подтверждены результаты экспериментальных исследований, проведенных с использованием пресс- матрицы. Было установлено влияние на основные параметры, характеризующие процесс измельчения (удельную поверхность, степень измельченности, производительность, потребляемую мощность), окружной скорости валков (Vокр), давления измельчения (Р), частоты колебаний вибрирующего устройства n(с-1), амплитуды колебаний А(мм). Определены рациональные значения параметров: Vокр=0,14¸0,20 м/с; Р=(150¸180)Мпа; n=5 с-1; А=5 мм.
Таким образом, проведенные нами исследования позволили установить основные рациональные параметры работы пресс-валкового измельчителя с вибрационным дезагломерирующим устройством, используемого на стадии предварительного измельчения материалов перед струйным помольным агрегатом.
Смотрите также: