Машини для подрібнення

Щокові дробарки. Для великого подрібнення застосовують щокові і конусні дробарки, в яких матеріал розміром кусків не більш як 1500 мм подрібнюється до кусків розміром 300-100 мм. В щоковій дробарці матеріал подрібнюється роздавлюванням і розколюванням поміж нерухомою і рухомою щоками. Рухома щока наближається (робочий хід) або відходить (холостий хід) від нерухомої щоки при обертанні ексцентрикового валу, з'єднаного з розпірною плитою. Під час робочого ходу відбувається подрібнення, а під час холостого – вивантаження подрібненого матеріалу вниз під дією сили тяжіння.

Конусні дробарки. У конусних дробарках матеріал подрібнюється шляхом безперервного роздавлювання та згину (зламу) його шматків при зближенні поверхонь внутрішнього рухомого і зовнішнього нерухомого конусів.

Розрізняють конусні дробарки двох основних типів:

1) з головкою у вигляді крутого конуса – для великого та середнього подрібнення;

2) з головкою у вигляді пологого конуса (так звані грибоподібні дробарки) – для середнього та мілкого подрібнення.

Конусні дробарки відрізняються від щокових дробарок вищою продуктивністю і високим ступенем подрібнення, проте вони складніші і дорожчі від щокових.

Для середнього і мілкого подрібнення (від 100 до 10-12мм) використовуються валкові, ударно-відцентрові і полого-конусні дробарки. Валки виготовляються з чавуну і футеруються по зовнішній поверхні бандажами з вуглецевої або марганцевої сталі. В промисловості застосовуються валкові дробарки різноманітних типів, які відрізняються кількістю валків, їх формою і швидкістю обертання.

Барабанні млини. Для тонкого подрібнення широко використовуються барабанні і кільцеві млини, в яких матеріал з кусками 10-12 мм подрібнюється до розмірів 2-0,075 мм. В барабанних млинах матеріал подрібнюється у внутрішній частині барабана, що обертається навколо осі, різними подрібнюючими тілами – кулями, стержнями, галькою або самороздрібненням.

Подрібнення проводиться мокрим і сухим способами. У кульових барабанних млинах подрібнюючими тілами є стальні кулі діаметром 25-120 мм, якими барабан заповнюється приблизно наполовину. В інших млинах барабан заповнюється галькою.

У стержневих млинах подрібнюючими тілами є стальні стержні, які рівномірно подрібнюють матеріал. Стержні виготовляються діаметром 40-100 мм і на 25-50 мм коротшими від довжини барабана.

Кільцеві млини застосовують для тонкого подрібнення матеріалів малої і середньої твердості (крейда, тальк, барвники тощо), для яких не можна використати барабанні млини в зв'язку з тим, що на кулі і футеровку налипає м'який матеріал. У кільцевих млинах робочою частиною є ролики або кулі, які подрібнюють матеріал, роздавлюючи або стираючи його на поверхні нерухомого або обертового кільця.

Дробарки та млини для надтонкого подрібнення. При збільшенні частоти дії зовнішніх сил на матеріал все менша кількість тріщин, що утворюється в шматках чи зернах, встигає затягуватися і процес подрібнення прискорюється. Тому з найменшою витратою енергії тонке подрібнення може бути здійснене шляхом вібраційної дії на матеріал, тобто шляхом досить частих, але слабких ударів по його зернах. При такій дії відбувається руйнування зерен матеріалу, що подрібнюється.

Разом з тим деформаціям та руйнуванню піддається не тільки матеріал, що дробиться, але й машина для подрібнення - дробарка чи млин. Вага описаних вище дробарок та млинів є набагато більшою за вагу матеріалу, що дробиться, тому матеріалу передається лише незначна частка всієї енергії, що витрачається на дроблення, і ККД таких машин дуже низький. Для підвищення ефективності подрібнення необхідно якомога більше зменшити вагу машини, що застосовується.

Цей принцип був покладений в основу створених за останні роки вібраційних млинів, вібраційних дробарок. Надтонке подрібнення досягається у вібраційних, струменевих та колоїдних млинах, в яких матеріал подрібнюється до 1,75^.10^-3 – 1^.10^-4 мм.

Вібраційний млин – це циліндричний або коритоподібний корпус, який приблизно на 80% об'єму завантажений кульками або стержнями. Корпус приводиться в коливальний рух ексцентриковим валом, що обертається зі швидкістю від 1000 до 3000 об./хв. Матеріал інтенсивно подрібнюється до дрібних часточок (менших за 60 мкм) за рахунок частих зіткнень подрібнюючих тіл і стиранням. Внаслідок створення у вібраційних млинах високих температур в них не можна подрібнювати матеріали з низькими температурами розм'якшення і плавлення.

У струменевих млинах енергія, яка необхідна для подрібнення матеріалу, акумулюється струменем енергоносія - повітря, перегрітої пари або інертного газу, які подаються з сопел зі звуковою та надзвуковою швидкостями. Для надтонкого подрібнення застосовують струменеві млини з плоскою і трубчастою розмелюючими камерами, в яких подрібнення відбувається завдяки багаторазовим зіткненням та стиранням частинок у місцях пересікання струменя. Перевагами струменевих млинів є висока енергонапруженість і ефективність подрібнення, відсутність обертових деталей, можливість одночасно з подрібненням здійснювати класифікацію, сушіння, окиснення, відновлення та інші технологічні процеси. Струменеві млини використовують для подрібнення коштовних матеріалів – диоксиду титану, карбіду кремнію, капрону тощо.

У колоїдних млинах, які застосовують, в основному, для мокрого надтонкого подрібнення, матеріал подрібнюється в дуже малій щілині (до 0,05 мм) між дисковим ротором, що обертається з великою швидкістю, і нерухомим корпусом. У вихровому потоці, що утворюється в щілинах, часточки матеріалу обертаються навколо своїх власних осей з такими швидкостями, що відцентрові сили їх розривають.

Крім того, в промисловості завпроваджуються вибухові, термічні, електротермічні та термохімічні способи подрібнення твердих матеріалів.