Трубноя шаровая мельница 4х13,5 м

      2. Конструкция трубной шаровой мельницы с межкамерной перегородкой, состоящей из двух сегментов. Один из которых расположен под углом к оси мельницы, другой расположен вертикально (см. рис. 5) (А.С. N 1034773 D 02 С 17/18 )

      Рисунок 5 Схема межкамерной перегородки мельницы

      (А.С. N 1034773 D 02 С 17/18 )

      

      Недостатком этой конструкции являются высокая  сложность крепления межкамерной  перегородки, недостаточная интенсивность истирания измельчаемого материала.

      Для устранения вышеуказанных недостатков  была разработана межкамерная перегородка.

      3.Она состоит из следующих элементов: первый - наклонный сегмент; угол его наклона 135-150° к продольной оси барабана от загрузочной крышки. Второй - горизонтальная секция. Третий - вертикальная секция, с наклонным сегментом горизонтальной секцией. Данная конструкция отличается от вышеупомянутых более высокой эффективностью процесса измельчения, качеством готовой продукции, снижением энергозатрат     (см.рис. 6) ( А.С. N 1814919 В 02 С 17/18 )

      

      Рисунок 6 Схема межкамерной перегородки мельницы

( А.С. N 1814919 В 02 С 17/18 )

      С целью реализации найденного в ходе патентного исследования оригинального решения, подтвержденного проведенным экспериментов, и анализом его результатов предлагается для повышения эффективности процесса измельчения материалов в трубных шаровых мельницах установить межкамерную перегородку сложной конфигурации ( А.С. N 1814919 В 02 С 17/18), состоящую из трех элементов.

      Первый - наклонный сегмент, расположенный  под углом 135-150° к продольной оси  барабана от загрузочной крышки.

      Второй - сегмент разгрузочной части, установленный  вертикально.  Третий - горизонтальная секция, соединяющая первый и второй сегменты между собой.

      Ее  длина находится в пределах 1 - 1,4 диаметра корпуса мельницы.

     Перегородка подобной конструкции имеет ряд  свойств. Наряду с возникающими продольно-поперечными перемещениями шароматериальной загрузки образуются три четко выраженных участка, воспроизводящих соответственно три скоростных режима движения загрузки: водопадный с продольными перемещениями, смешанный режим, каскадный режим с малой продольно-поперечной составляющей. Загрузка осуществляет продольно-поперечное перемещение, но не во взаимно противоположных направлениях навстречу друг другу, естественно, значительно снижаются колебания на опорах мельницы, благодаря наличию горизонтальной перфорированной секции обеспечивается большее уравновешивание, меняется кинематика движения мелющих тел, увеличивается вынос готового продукта аспирационным воздухом, снижается гидравлическое сопротивление и нагрузка на вентилятор, что в совокупности приводит к повышению эффективности процесса измельчения.

      На  рис. 7  представлена схема трубной  шаровой мельницы с трехэлементной перегородкой. На рис. 8  представлена схема трубной мельницы через 1/2 оборота барабана мельницы.

      Трубная мельница состоит из корпуса 1, загрузочной  крышки 2, разгрузочной крышки 3, наклонного эллипсного сегмента 4, вертикального сегмента 5, горизонтальной секции 6. 

      

      

      Рисунок 7 Схема трубной шаровой мельницы

      Рисунок 8 Схема трубной шаровой мельницы 

      Наклонный эллипсный сегмент 4 и вертикальный сегмент 5 состоят из набора прутьев, расположенных параллельно и сваренных между собой, ширина щелей между прутьями равна 8-12 мм. Горизонтальная секция 6 может изготавливаться сварной - из стального прутка или литой - из набора отдельных деталей, ширина щелей аналогична ширине щелей сегментов. Крепление прутков и осуществляется любым известным способом.

      Угол  наклона эллипсного сегмента 4 равен  = 135 - 150° к продольной оси барабана. Если < 135°, например равен 130°, то коэффициент сцепления мелющих тел с сегментом уменьшается настолько, что продольно-поперечное движение мелющих тел незначительно и существенного влияния на эффективность измельчения не оказывает.

      

      Если Ð > 150°, например Ð= 155°, то зона влияния наклонного сегмента увеличивается так, что мелющие тела действуют на загрузочную крышку мельницы и попадают в цапфу, закрывая проход поступающему материалу. При этом отодвинуть межкамерную перегородку трубной мельницы нельзя, т.к. расстояние от начального сегмента до разгрузочной крышки является оптимальным и определяется по формуле для относительного радиуса зоны влияния наклонной перегородки.

      Наличие перфорированной горизонтальной секции, соединяющей два сегмента, служит не только для разделения мельницы на две камеры, т.е. разделения мелющих тел. а в основном для более интенсивного истирания измельчаемого материала, так как за один оборот мельницы на измельчаемый материал на этом участке воздействуют мелющие тела первой и второй камеры, и способствуют выносу готового продукта аспирационным воздухом.

      Сегмент 5 установлен вертикально. Даже при  незначительном его отклонении от вертикали (например Ð = 88° или Ð = 92° ) загрубляется помол материала вследствие возрастания скорости продвижения материала по длине мельницы. Движение мелющей загрузки должно быть направлено преимущественно в поперечном направлении при незначительном продольно-поперечном движении, возникающем при скатывании части мелющих тел с горизонтальной секции.

      При высоте сегмента 5 более 0,5 D, мелющие тела будут падать с горизонтального участка, что приведет к переизмельчению материала, продольное движение мелющих тел незначительно. При уменьшении высоты сегмента 5 до 0,34 D, продольное движение мелющих тел незначительно или вообще отсутствует, так как высота мелющих тел смешанного участка приблизительно равна высоте мелющих тел, находящихся у вертикального сегмента, следовательно, здесь преобладает поперечное движение мелющих тел.

      

      Высота  наклонного эллипсного сегмента 4 находится  в пределах                   0,5 – 0,6 D, что способствует увеличению продольно-поперечного движения мелющей загрузки первой камеры, и соответственно, увеличению воздействия мелющих тел на измельчаемый материал и повышение эффективности использования площади просеивающей поверхности.

      Увеличение  высоты наклонного сегмента 4 с 0,5 D до 0,6 D целесообразно при трудноразмалываемом материале (клинкере ). В этом случае уменьшить скорость его продвижения по длине мельницы. При высоте наклонного сегмента 4 более 0,6 D, уменьшается высота сегмента 5, образуются застойные зоны, помол загрубляется.

      Длина горизонтальной секции выбирается равной 1 – 1,4 диаметра барабана мельницы. В  процессе работы материал в мельнице располагается по участкам согласно режима работы мелющей загрузки. В случае длины участка со смешанным режимом измельчения меньшей диаметра барабана мельницы (L< D ), нарушается позонное воздействие мелющей загрузки на материал, не происходит интенсификации процесса измельчения, снижается избирательность режимов работы мелющей загрузки (водопадного, смешанного, каскадного ). При длине горизонтальной секции более 1,4 D, соответственно уменьшаются длины участков в водопадном или каскадном режимах измельчения, что приведет к загрублению помола.

      Сущность  модернизации

      Межкамерная перегородка трубной мельницы, составленная из трёх сегментов, первый из которых расположен наклонно, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса измельчения и качества готовой продукции, второй сегмент расположен горизонтально, а третий вертикально, причём угол наклона первого сегмента равен 135-150 к продольной оси барабана от загрузочной крышки, высота первого сегмента составляет 0,5-0,6, а второго 0,5-0,4 диаметра барабана мельницы, длинна горизонтальной секции равна 1-1,4 диаметра барабана мельницы.   

      

4 Расчёт основных  параметров трубной

шаровой мельницы Ø4х13,5 м 

1)Критическая  и наивыгоднейшая  скорости вращения  барабана мельницы. [6] 

       Предельное число оборотов барабана мельницы, при котором окружная скорость становится критической, определяется из условий равновесия силы тяжести шара и центробежной силы инерции, действующей на шар, прилегающий к внутренней поверхности барабана:

                                                  Н

где - масса шара, кг;

     - сила тяжести шара, равная , Н;

       - окружная скорость барабана, м/с;

       - ускорение силы тяжести, м/с²;

       - расстояние от центра шара до центра барабана, м.

        Сила тяжести и центробежная сила инерции приложены к центру шара, поэтому правильней было бы принимать расстояние от центра шара до центра барабана равным , где - радиус шара. Практически величина по сравнению с незначительна и в дальнейшем, без заметной погрешности, вместо будем принимать .

         Центробежная сила  направлена по радиусу под углом   (см. рис. 9). Угол между вертикальным диаметром барабана и радиусом, соединяющим центр барабана с точкой , называется углом отрыва, а точка , в которой шар покидает круговую траекторию, - точкой отрыва.

          Силу тяжести  разложим на две составляющие: касательную и

нормальную  :

  Н,

 Н,

        Сила  , противодействующая центробежной силе инерции , достигает максимальной величины при , т. е. при .

        Критическая же скорость, при  которой шары начинают не отрываться от внутренней поверхности барабана, будет достигнута в том случае, когда центробежная сила инерции станет большей или равной максимальной величине силы , т. е. равной или большей силы . На основании изложенного можем записать:

                                                                                              

где - сила тяжести, равная , Н.

       Заменяя величину окружной скорости выражением

                                                       ,                                                                получим

                                                   .                                                                            

Рисунок 9  Схема к определению скорости барабана мельницы

     Откуда  получим, что критическая скорость будет достигнута при числе оборотов барабана, равном

                                                                             

где - внутренний диаметр барабана, м.

       Для шара, находящегося в точке  , его отрыв от стенки барабана и переход на параболическую траекторию возможен только при условии, что  

                                                                                                             

или

                                                     ,                                                          

откуда 

                                                                                      

и далее

                                                     .                                          

критическая скорость равна  .

       Заменяя  через , получим

                                                               .                                              

       Скорость вращения барабана мельницы  принято определять в долях  критической скорости. Устанавливаем,  что эта доля  равна величине ,т. е.