Спосіб подрібнення сипкого матеріалу в барабанному млині

1. Спосіб подрібнення сипкого матеріалу в барабанному млині, що включає подавання його через великий поперечний переріз камери барабана у вигляді поверхні обертання, що обертають відносно горизонтальної осі із постійною швидкістю, дію на нього молольним завантаженням ударянням, стиранням і роздавлюванням та видалення його через малий поперечний переріз камери, який відрізняється тим, що барабан обертають із швидкістю, яка відповідає взаємному переходу режимів руху з частковим підкиданням та без підкидання частинок завантаження в роздільному поперечному перерізі камери, що ділить її на частини для грубого і тонкого подрібнення. 2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що швидкість обертання барабана визначають із співвідношення: 2 3 Недоліком цього способу є неточність визначення швидкісної межі взаємного переходу "каскадного" та "водоспадного" режимів руху завантаження в розділовому перерізі камери обертового барабана, а також неврахування впливу на цю межу ступеня заповнення камери завантаженням та числа Рейнольдса. Зазначене знижує продуктивність грубого подрібнення в першій частині камери та знижує тонину і підвищує енерговитрати тонкого подрібнення в другій частині камери. Відомий також, вибраний як найближчий аналог, спосіб подрібнення сипкого матеріалу в барабанному млині [2], який включає подавання його через велику основу конічної камери, дію на нього завантаженням, а також видалення його через малу основу камери. Швидкість обертання поперечного перерізу, що ділить довжину камери навпіл, складає 0,658...0,736 від критичної. Цей спосіб має ті ж недоліки, що й попередній. Зазначене обумовлено застосуванням спрощеної механічної моделі барабанного млина [3]. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення існуючого способу подрібнення сипкого матеріалу в барабанному млині із камерою у вигляді поверхні обертання шляхом обертання барабана зі постійною швидкістю, що відповідає руху завантаження першої частини камери для грубого подрібнення в режимі з підкиданням частинок, забезпечити підвищення продуктивності грубого помелу великих частинок матеріалу за рахунок подрібнення в цій частині камери переважно ударянням, а також відповідає руху завантаження другої частини камери для тонкого подрібнення в режимі без підкидання частинок, забезпечити підвищення тонини тонкого помелу малих частинок матеріалу за рахунок подрібнення в цій частині камери переважно стиранням та роздавлюванням. Вирішення поставленої технічної задачі досягається тим, що в способі подрібнення сипкого матеріалу в барабанному млині, який включає подавання його через великий поперечний переріз камери барабана у вигляді поверхні обертання, що обертають відносно горизонтальної осі зі постійною швидкістю, дію на нього молольним завантаженням ударянням, стиранням і роздавлюванням та видалення його через малий поперечний переріз камери, який відрізняється тим, що барабан обертають із швидкістю, яка відповідає взаємному переходу режимів руху з частковим підкидання та без підкидання частинок завантаження в роздільному поперечному перерізі камери, що ділить її на частини для грубого і тонкого подрібнення. Це здійснення способу є таким, якому віддається перевага з точки зору забезпечення підвищення продуктивності грубого помелу та тонини тонкого помелу шляхом подрібнення переважно ударянням у першій частині камери та переважно стиранням і роздавлюванням у другій. В окремих випадках здійснення корисної моделі швидкість обертання барабана визначають із співвідношення: Frp 10lg g , Rpp 13667 4 B2 4 A C , 2 A B lg(Frp ) A D , 4 B D GR C 2 D GR E GR F , D 0,105 E 1, 2 2 p E 0,6165 F 4,8 Gp 2 lg Rpp Rpp де 2 p 0,0929 2 p p 0,6599 5,04 p 0,00803 , p 0,09397 , 1809 , , Rpp 1 , lg 2 g d , 2 - кутова швидкість обертання барабана, Rp 1/с; Fr - число Фруда, яке відповідає взаємному переходу режимів руху з частковим підкиданням та без підкидання частинок завантаження в роздільному перерізі камери, що ділить її на частини для грубого і тонкого подрібнення; g - гравітаційне прискорення, м/с2; Rpp - розрахунковий радіус роздільного перерізу камери барабана, м; Rp - повний радіус роздільного перерізу камери барабана, м; А, В, С, D, Е, F, GR - змінні величини; p - ступінь заповнення роздільного перерізу камери барабана завантаженням; d - середній діаметр молельного тіла в камері барабана, м. Це здійснення способу є таким, якому віддається перевага з точки зору чисельного визначення швидкості обертання барабана, яка відповідає межі взаємного переходу режимів без підкидання та з частковим підкиданням, із урахуванням нелінійного впливу числа Рєйнольдса, числа Фруда та ступеня заповнення камери. При циркуляційному режимі руху завантаження в камері барабана у вигляді гравітаційних течій, який можна віднести до режиму швидких рухів гранульованих середовищ [4], внаслідок квазізрідження полідисперсного середовища, що містить частинки подрібнюваного матеріалу та молольні тіла, його поведінка стає схожою на поведінку в'язкої рідини в аналогічних умовах. Тому для описування руху завантаження барабана можуть бути прийняті критерії подібності течії рідини - числа Рєйнольдса і Фруда та ступінь заповнення камери: Re R2 / , 2 R/g, де ν - кінематичний коефіцієнт в'язкості, 2 м /с. Оскільки в розглядуваному русі різні сипкі середовища виявляють практично однакові в'язкісні властивості, для зручності ν можна представити аналогом - ν=1м2/с. Тоді для даного випадку Fr Re R2 у безрозмірних одиницях. 5 13667 З метою визначення співвідношення для розрахунку швидкостей обертання барабана застосовується інтерполяція. За функцію двовимірної інтерполяції прийнято lg(Fr) за аргументи - lg(Re) та . Використано сітку з дев'ятьма вузлами. Застосовано інтерполяційний многочлен Лагранжа. Складено додаткове рівняння прямої, що відповідає умові R=const та проходить через точку із значенням ω=1. Після перетворення інтерполяційної формули та додаткового рівняння вираз для визначення ω має вигляд Fr 10lg R g де B2 4 A C , 2 A B lg(Frp ) A D/4 , B D G E 1, 2 d0 2 E e0 2 F f0 G lg R2 2 Таблиця Значення функції у вузлах інтерполювання № Аргумент lg(Re) -3 0 3 -3 0 3 -3 0 3 Α0,3 0,3 0,3 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 D d1 d2 , (1) e1 e2 , (2) f1 В таблиці наведено прийняті значення функції у вузлах інтерполювання. Функція lg(Fr) -0,968 -0,729 -0,677 -0,886 -0,561 -0,458 -0,844 -0,489 -0,353 Після визначення коефіцієнтів вирази для (1)(3) приймають вигляд C D G2 E G F , D 6 f2 , (3) 1 R . lg 2 g Значення величин коефіцієнтів d, е та f в (1)(3) визначається за значеннями функції у вузлах інтерполювання. Вплив розмірів частинок на режим руху завантаження враховується за допомогою виразу d R Rб 2 На фігурі зображено одержані експериментальне [5] для дисперсного матеріалу завантаження камери графіки меж взаємного переходу режимів руху з частковим підкиданням та без підкидання частинок в логарифмічних осях Re та Fr для трьох значень . Похилі штрихові прямі відповідають умові R=const. Прийнято прямокутну рівномірну сітку з дев'ятьма вузлами з координатами: lg(Re)=-3,0 та 3, =0,3, 0,4 та 0,5. E 2 0,105 0,6165 0,0929 2 0,6599 0,00803 , 0,09397 , 2 E 4,8 5,04 1809 . , При