Мельница планетарная ШЛ 312 // Cтроительные материалы. 2002. № 5.

Как сообщалось ранее [I], в линии подготовки пресс-порошка ШЛ-310 комплекса производства кирпича ШЛ-300 применена активация частиц глины (сырья), осажденных в циклоне ШЛ-310.06, что позволяет значительно увеличить прочность и морозостойкость продукции.

Для активации части наиболее сухого сырья разработана мельница планетарная ШЛ-312 с вертикальным расположением рабочих барабанов. Мельница (рис. 1) состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1 с беговыми кольцами 2 на внутренней поверхности. Сверху корпус закрыт крышкой 3, а внизу опирается на раму 4. К внешней плите корпуса крепится электродвигатель 5, крутящий момент от которого через клиноременную передачу 6 передается к валу 7 привода водил 8 и 9. Вал установлен по оси корпуса в подшипниковых узлах нижней плиты 10 и крышки 3 мельницы. Нижняя плита 10 корпуса имеет разгрузочные окна 11 для выхода активированного сырья из мельницы.

 

Рис. 1. Мельница планетарная: 1 - корпус, 2 - кольцо беговое, 3 - крышка, 4 - рама, 5 - электродвигатель, 6 - передача клиноременная, 7 - вал, 8,9 - водила, 10 - нижняя плита корпуса, 11 - разгрузочные окна, 12 - барабан рабочий, 13 - решетка, 14 - опора шаровая, 15 - устройстрво загрузочное, 16 - воронка разгрузочная.

Корпус мельницы имеет откидную дверцу для выемки четырех рабочих барабанов 12. Рабочий барабан состоит из трех рабочих камер, ограниченных установленными решетками 13, с уменьшающимися сверху вниз размерами проходных отверстий в свету. В рабочих камерах размещены соответствующих размеров мелющие шары, которые по мере износа проваливаются в следующую камеру, расположенную ниже. Для восстановления количества мелющих шаров предусматривается их периодическая засыпка в верхние камеры рабочих барабанов 12.

Рабочие барабаны в нижней части имеют шаровые опоры 14, которыми они опираются на пяты опорного диска водила 9.

При вращении вала 7 водила 8 и 9 приводят во вращение вокруг оси мельницы корпуса рабочих барабанов 12. При этом за счет центробежных сил барабаны прижимаются к беговым кольцам 2 корпуса и обегают его по периметру, вращаясь относительно своей оси в противоположную от направления вращения вала водил сторону.

Сырье подается в мельницу через загрузочное устройство 15 и воронку ротора, имеющую четыре патрубка 16, в верхние камеры рабочих барабанов 12. В результате прохождения частиц сырья через все камеры барабанов происходит очень тонкое его измельчение посредством ударов, раздавливания и истирания мелющими шарами. Затем активированное сырье под действием сил тяжести через окна 11, через разгрузочную воронку 17 поступает на дальнейшую технологическую переработку.

Кинематика движения мелющих шаров представлена на рис. 2 и осуществляется следующим образом. Водило 2, вращаясь вместе с валом 4, своими ролика ми 5 приводит во вращение по круговой орбите с радиусом R и частотой W рабочие барабаны 1, которые за счет возникающего трения между их наружными поверхностями и поверхностями беговых колец 6 вращаются также и вокруг собственных осей с частотой W1. Сложное движение мелющих шаров и сырья (от центра мельницы к периферии, в пространстве барабанов с радиусом г) в рабочих объемах мельницы осуществляется под действием трех сил: центробежной силы от вращения водил, центробежной силы от собственного вращения барабана и силы Кориолиса, возникающей от сложения сил относительного и переносного движений.

 

Рис. 2. Кинематика движения мелющих шаров: R - радиус движения барабанов по круговой орбите, r - радиус рабочего пространства барабана, W - частота вращения водила, W1 - частота вращения барабана, 1 - барабан рабочий, 2 - водило, 3 - загрузка шаровая, 4 - вал, 5 - ролик, 6 - кольцо беговое.

Планетарное движение рабочих барабанов позволяет увеличить частоту их вращения вокруг собственных осей, не выходя за критическое число. Высокая скорость измельчения материалов в разработанной мельнице по сравнению с обычными шаровыми обеспечивается центробежными силами. Центробежная сила, возникающая от вращения водил, в десятки раз превышает силу тяжести, что позволяет во столько же раз уменьшить размеры мелющих тел без снижения их кинетической энергии (энергии удара). Это позволяет увеличить число мелющих тел в единице рабочего объема барабана и число соударений мелющих тел в единицу времени. Произведение числа соударений в единице объема и числа соударений в единицу времени определяет ускорение измельчения в планетарной мельнице по сравнению с обычной шаровой (шаровая мельница традиционно принимается за эталон при сравнении различных активаторов-измельчителей).

Особо следует отметить, что мельница планетарная ШЛ-312 может активировать не только порошок с влажностью не более 4%, но и глиняный шликер с влажностью более 50%. В настоящее время разрабатывается линия активации шликера, которая может быть использована в технологии пластического формования кирпича на действующих заводах для повышения ма-рочности на 50-90% и снижения трещинообразования.