Барабанний млин

Барабанний млин, що містить заповнений молольними тілами подрібнювальний барабан, завантажувальний і розвантажувальний пристрої, опорні підшипники з порожніми цапфами та привід обертання барабана, який відрізняється тим, що завантажувальний і розвантажувальний пристрої виконані так, що центри вхідного та вихідного отворів подрібнювального барабана не співпадають з центрами отворів порожніх цапф в опорних підшипниках, а подрібнювальний барабан виконаний у вигляді циліндра з торцями, зрізаними двома вертикальними паралельними площинами, при цьому вісь симетрії подрібнювального барабана не співпадає з віссю обертання цапф в опорних підшипниках, утворюючи між цими осями кут, менший прямого Винахід відноситься до подрібнення різноманітних матеріалів та може бути використаним у ХІМІЧНІЙ, гірничорудній, енергетичній, цементній та інших галузях промисловості Відомий барабанний млин, що складається з барабану, який заповнюється молольними тілами та обертається у опорних підшипниках за допомогою привода [1,с 15 8-164] Завантаження матеріалом, що подрібнюється, відбувається в таких млинах крізь отвір порожньої цапфи вхідного опорного підшипника, а розвантаження - крізь отвір порожньої цапфи вихідного опорного підшипника Такі барабанні млини відносяться до подрібнювальних агрегатів ударної дм, в яких руйнування матеріалу відбувається за, рахунок кінетичної енергії заповнення млина та, головним чином, молольних тіл шляхом удару, роздавлювання та стирання Барабанні млини широко використовуються в промисловості для тонкого помелу, завдяки простоті конструкції та високій надійності конуса напрямлена до завантажувального пристрою, а вершина - до розвантажувального пристрою млина [2, с 145] Перевага такого барабанного млина в тому, що його ККД і, зрозуміло, продуктивність вище, ніж у барабанного млина з циліндричним барабаном за рахунок того, що траєкторія руху мелючих тіл та всього завантаження млина за одне обертання набуває більш складного вигляду Відомо, ЩО при оптимальній частоті обертання барабану, молольні підіймаються разом з барабаном на якусь висоту, а потім після відриву рухаються за параболою до моменту удару При цьому молольні тіла розташовуються по концентричним колам шарами, радіуси яких менші за радіус барабана [1, с 179-180] У випадку конічної форми барабану на траєкторію руху молольних тіл впливає осьова складова сили, що виникає при зіткненні заповнення з поверхнею конуса Таким чином, за одне обертання конічного барабану кожне молольне тіло переміщується не тільки в площині перпендикулярній ВІСІ обертання барабану, але і вздовж цієї ВІСІ, забезпечуючи сегрегацію молольних тіл та збільшуючи роботу з подрібнен Основним недоліком таких барабанних млинів є велика енергоємність за рахунок низького ККД, бо основна частина електричної енергії привода витрачається на обертання барабану та підйом завантаження та мелючих тіл, і тільки невелика частина цієї енергії витрачається на корисну роботу Відомий також барабанний млин, у якого подрібнювальний барабан виконано у вигляді зрізаного конуса, вісь симетрії якого розташована горизонтально та співпадає з віссю обертання Основа ня матеріалу За даними [2, с 145] КОНІЧНІ МЛИНИ мають високу продуктивність та виробляють більш рівномірний за розміром продукт Основним недоліком даного технічного рішення, що прийнятий за прототип, є те, що підвищення продуктивності таких барабанних млинів обмежено можливими траєкторіями молольних тіл лише в радіальній та горизонтальній площинах О ю 52940 молольного простору, причому осьове переміщення молольнихтіл визначається кутом нахилу твірної конуса до основи Великі кути нахилу твірної конуса не дають бажаного результату (у випадку прямого кута конус перетворюється на циліндр), а малі кути твірної конуса призводять до зменшення довжини барабану, що не дозволяє завершити цикл подрібнення (наприклад, якщо кут твірної конуса дорівнює 45°, то довжина барабану млина буде менш половини діаметра основи конуса) Крім того до недоліків конічних млинів слід віднести той факт, що осьові переміщення молольних тіл відбуваються лише за рахунок частини кінетичної енергії, що залишилася після зіткнень і удару по поверхні конуса, що є стримуючим фактором для підвищення ККД Задачею винаходу є створення барабанного млина, який дозволил би підвищити ККД барабанного млина за рахунок збільшення корисної роботи молольного завантаження Ця задача вирішується тим, що у барабанного млина, який складається з подрібнювального барабану, заповненого молольними тілами, завантажувального та розвантажувального пристроїв, опорних ПІДШИПНИКІВ з порожніми цапфами та привода обертання барабану, згідно з винаходом, завантажувальний та розвантажувальний пристрої виконані так, що центри вхідного та вихідного отворів подрібнювального барабану не співпадають з центрами отворів порожніх цапф в опорних підшипниках, а подрібнювальний барабан виконано у вигляді циліндру з торцями, зрізаними двома вертикальними паралельними площинами, причому вісь симетрії подрібнювального барабану не співпадає з віссю обертання цапф в опорних підшипниках, утворюючи між цими осями кут, менший за прямий Основні ознаки та ВІДМІННОСТІ у порівнянні з прототипом полягають у наступному 1 Конструкція подрібнювального барабану у вигляді зрізаного циліндра, вісь симетрії якого не співпадає з віссю обертання цапф опорних ПІДШИПНИКІВ призводить до того, що при обертанні привода мелючим тілам надається додаткова енергія у вигляді додаткового імпульсу, спрямованого паралельно ВІСІ симетрії циліндра Таким чином цей імпульс додається до імпульсу, перпендикулярного до ВІСІ обертання усього млина, і як наслідок, збільшується загальна КІЛЬКІСТЬ енергії, яка використовується для подрібнення матеріалу 2 У запропонованій конструкції через те, що вісь обертання усього млина не співпадає з віссю симетрії барабану, в ньому виникає складна, неперервно змінна просторова картина розподілу та дм сил на матеріал, що подрібнюється Як наслідок, траєкторія руху кожного мелючого тіла (і всього заповнення) набуває досить складної форми у вигляді весь час змінюваної та витягнутої вздовж ВІСІ симетрії барабану спіралі, що постійно деформується та змінює свій крок та радіус В результаті істотно підвищується ефективність подрібнення та ККД млина 3 Завдяки описаній вище особливості запропонованої конструкції барабанного млина напрямок руху молольних тіл та завантаження ДВІЧІ за період одного оберту подрібнювального барабану змінюється на протилежний (від розвантажувального вузла до завантажувального і навпаки), що також ускладнює траєкторію молольнихтіл і завантаження та сприяє інтенсифікації процесу подрібнення Вказані ознаки являються суттєвими, бо в подрібнювальних барабанах, в яких вісь симетрії співпадає з віссю обертання, молольні тіла рухаються здебільшого у площині перпендикулярній ВІСІ обертання барабану, а поздовжні переміщення виникають лише при зіткненні та в результаті удару об конічну поверхню барабану, як у прототипу Зрозуміло, що таке переміщення в результаті удару буде завжди меншим (за ІНШІ рівні умови), ті ж переміщення в результаті додаткового імпульсу, який забезпечується конструкцією подрібнювального барабану пристрою, що заявляється Ефективність даного технічного рішення досягається тим, що мозольні тіла, що отримують додатковий імпульс у напрямку від завантажувального вузла до розвантажувального і навпаки та рухаються за більш складною просторовою траєкторією, мають більшу у порівнянні з прототипом кінетичну енергію та більшу ймовірність зіткнення з подрібнювальним матеріалом, що в цілому підвищує ККД барабанного млина та його продуктивність, зберігаючи при цьому переваги конічних млинів з точки зору сегрегації молольних тіл та рівномірності подрібнення продукту Порівнюючи пристрій, заявляється, з прототипом, важливо ВІДМІТИТИ, що кінетична енергія молольних тіл у барабані, вісь симетрії якого не співпадає з віссю обертання, завжди вище, ніж у барабані з віссю симетрії, що співпадає з віссю обертання Крім того при осьовому переміщенні молольних тіл не втрачається частина кінетичної енергії, як у прототипу при ударі об поверхню конуса В результаті збільшення кінетичної енергії молольнихтіл та зменшення и втрат збільшується корисна робота з подрібнення матеріалу і, як наслідок, підвищується ККД барабанного млина та його продуктивність Якість подрібнення при цьому забезпечується за рахунок сегрегації молольних тіл та реалізації при оптимальній частоті обертання привода не тільки двох основних режимів руху молольнихтіл - водоспадного та каскадного одночасно, але також і виникнення нових режимів подрібнення, що не зустрічаються в теорії та на практиці На кресленні (див Фіг) зображена схематична конструкція барабанного млина Вона складається з подрібнювального барабану 1, який заповнений молольними тілами 2, завантажувального пристрою 3 і розвантажувального пристрою 4, опорних ПІДШИПНИКІВ 5 і 6 з порожніми цапфами 7 та 8, приводом обертання 9 На схемі позначено кут а - кут між віссю симетрії подрібнювального барабану і віссю обертання цапф Барабанний млин працює наступним чином При обертанні привода 9 починають обертатися в опорних підшипниках 5 і 6 ВІДПОВІДНО завантажувальний пристрій 3 з порожньою цапфою 7 та розвантажувальний пристрій 4 з порожньою цапфою 8 При цьому подрібнювальний барабан 1, вісь симетрії якого утворює з віссю обертання цапф кут а, виконує складний обертально-поступальний 52940 барабанного млина здійснено шляхом математичрух, зумовлений неперервною зміною просторово ного моделювання, що включає КІЛЬКІСНІ ОЦІНКИ го положення ВІСІ симетрії барабану відносно ВІСІ обертання Такий рух подрібнювального барабану призводить до ВІДПОВІДНИХ переміщень молольних тіл 2 всередині подрібнювального барабану 1, що забезпечує додаткову енергію молольним тілам для виконання корисної роботи з подрібнення матеріалу, який надходить до подрібнювального барабану 1 через завантажувальний пристрій 3 Готовий продукт після досягнення необхідного ступеню подрібнення виходить з подрібнювального барабану 1 через розвантажувальний пристрій 4 Згідно З кресленням (див Фіг) технічна реалізація такої конструкції барабану млина не представляє складності Отримання теоретичного результату з підвищення ККД та продуктивності збільшення кінетичної енергії молольних тіл і, як наслідок, ККД барабанного млина Позитивний ефект отримано також при фізичному моделюванні процесу помелу за допомогою макетування КІЛЬКІСНІ ОЦІНКИ показників роботі барабанного млина при цьому залежать від оптимальної частоти обертання привода і кута а при відомих властивостях подрібнювального матеріалу Джерела інформації 1 Сіденко П М Подрібнення в ХІМІЧНІЙ промисловості М ХІМІЯ, 1977 - с 368 2 Сапожников М Я , Дроздов Н Є Довідник обладнання заводів будівельних матеріалів М Держбудвидат, 1959 - с 487 ФІГ. ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24