Сужение оборудования для выбора размеров частиц сокращения
Жидкости / Обработка твердых тел
Свойства канала, характеристики продукта, а также обработка и промышленности соображения играют свою роль в выборе оптимальной дробилки и мельницы.
Хотя ранние примеры трудно определить, частиц по размерам снижение, вероятно, датируется примерно 8000 до н.э., когда египтяне начали делать пресный хлеб из пшеницы, землю ступку с пестиком. Сегодня частиц по размерам сокращения играет важную роль в производстве широкого спектра продукции, от продуктов питания и лекарств для минералов и химических веществ. Эти материалы и продукция фрезерного по ряду причин. Химические вещества могут быть фрезерованные для увеличения скорости реакции. Пластиковые профили могут быть нарезанный для улучшения характеристик управляемости. Руды давят, чтобы на добычу полезных ископаемых. Пищевые продукты являются основанием для улучшения растворимости, удалить волокнистого материала, или изменить текстуру конечного продукта. Независимо от цели, с частицей уменьшения размера стал важным элементом в производстве многих продуктов, используемых в день.
Примеры размер сокращения методы являются столь же широкой, как отрасли, в которых они используются. В горнодобывающей промышленности, первый шаг уменьшения размера часто является результатом обработки. Дальнейшее снижение требует больших вращательный или дробилки, а затем либо сухой или мокрой шлифовки, чтобы для разделения минеральных частиц, представляющих интерес. В пищевой промышленности, нарезанные овощи тщательно контролируемых размеров и нежелательные части удаляются. Кофейные зерна измельчают до различных размеров, в зависимости от способа приготовления. Специи и обезвоженных материалы зачастую дальнейшее сокращение размеров производства полезной продукции.
Фармацевтические фирмы используют вихревые мельницы давать мелкие частицы в качестве средства для контроля дозировки или поглощения ставок. Размер частиц может быть существенным в борьбе с дозы, особенно для небольших объемов активных веществ. Другие примеры включают шар-фрезерные при производстве цемента, древесно-щепы в бумажных комбинатов, пластиковые измельчения в переработке центров, а также угольных распыление на электростанциях.
Учитывая широкий спектр материалов обрабатываются в отраслях, как разнообразны, как и они, это не удивительно, что правильный выбор оборудования размер сокращения трудно. Для оптимизации выбора для конкретного продукта или процесса, инженер должен понимать, свойства материала, нужными свойствами продукта, а также конкретные отрасли или связанные с процессом требованиям. Кроме того, необходимо, так это знание основных механизмов сокращения размера.
Размер механизмов сокращения
Они могут быть классифицированы как три типа:
Компрессия - частица сжимается между двумя поверхностями, создавая подчеркивает, что превышает численность частиц и привести к ее разрушению. Например распадается руды в щековой дробилки.
Shear - частицы подвергаются касательных напряжений и сколов на несколько частей. Это происходит во многих видах мельниц, такие как гофрированные вал с двух рулонов, работающих на различных скоростях.
Воздействие - Влияние используется молоток, контактный и струйных мельниц, и многие другие. Цель состоит в том, чтобы ударить частиц с тупым предметом или с другими частицами на высоком дифференциальной скорости до разрушения их. Как правило, увеличение скорости удара производит более-случайного разрушения, и, следовательно, большее количество штрафов.
Основные характеристики
Возможно, наиболее очевидным собственности распределения частиц по размерам. Четкое понимание необходимости распределения продукции не всегда может быть так просто, как можно было бы подумать. Существуют различные методы измерения размера частиц, каждая из которых имеет свои собственные ограничения и преимущества (1). Следует рассмотреть не только допустимый диапазон размеров, но и по ширине и форме распределения частиц по размерам.
Как правило, чтобы выразить формы частиц, как единый номер, как если бы частицы сферах, но это почти всегда далеки от истины. Хотя формы частиц не всегда является переменной, которая может управляться, некоторые размер сокращения методы могут быть полезны, если форма имеет важное значение. Как правило, после сдвига является основным механизмом для сокращения, некоторые формы контроля могут быть достигнуты. Когда сжатие и воздействия на работе, частицы стремятся к разрушению в более-случайным образом.
Feed свойства
В дополнение к желаемого размера распределения, инженер должен знать распределение по размерам канала потока. Это не только влияет на выбор оборудования, размер снижения, но также может привести к значительным методы сокращения расходов, таких как предварительные классификации материала удалить штрафы до измельчения.
Одной из причин является, как трудно это материал, который свидетельствует о ее устойчивостью к дроблению, а также их характеристики трения. В целях сокращения размеров частиц, частицы твердости измеряется по шкале Мооса (табл. 1 (2)). Эта шкала варьируется от 1 твердости для относительно мягких материалов на сумму 10 по твердым материалом, который является алмаз. Другим фактором, используемым при выборе типа и размера мельницы размалываемость материала. Хотя это свойство влияет целый ряд различных переменных, он часто рассматривается как показатель связи, которая может быть определена экспериментально или из существующих операции (3). Связь показатель может быть использован примерно размер оборудования и определить диск требованиям.
Есть и другие свойства материалов, которые должны быть оценены. Например, особое внимание должно быть уделено материалы, абразивные, сплоченного или в значительной степени трения, волокнистых, сыпучих, агрессивный, взрывной / легковоспламеняющихся или чувствительных к температуре, например, те, которые смягчают или показать изменения свойств при нагревании.
Процесс / требованиям промышленности
Зачастую требования, характерные для отрасли, предприятия или процесс должны быть рассмотрены. Некоторые типичные вопросы задавать являются:
* Является ли фрезерные практический метод, чтобы добиться желаемого продукта? Если средний размер частиц не должен превышать 0,5 (MU) м, фрезерные, возможно, не лучший способ использовать. Существуют практические ограничения на достижимый размер частиц из-за методов уменьшения размера использовать и свойства материалов. 0,5-(мю) м значение не является строго ограничены, а руководящего положения. Если размеры в этой области необходимы, испытательное оборудование становится важным, а также анализ распределения частиц по размерам становится существенным. В некоторых случаях, могут быть другими способами, кроме уменьшенного размера, которые являются более практичным для производства мелких частиц.
* Какие машины потенциала требуется?
* Является ли мокрый фрезерные вариант (особенно для тонких порошков, которые
* Является ли серийное производство предпочтительнее непрерывных 1?
* Существуют ли другие операции, которые могут быть объединены с уменьшенного размера, например, для сушки или смешивания?
* Если высокого снижение соотношения не требуется (соотношение входящего к исходящему частиц по размерам), должны многоступенчатой сокращения обратить внимание?
* Будет инертных газов, чистка или охлаждающей жидкости потребуется?
* Является ли санитарные дизайн требуется, и если да, то как это определено для процесса?
* Какие уроки можно извлечь из подобных приложений?
Виды техники
Размер сокращения оборудования часто делится на две основные группы, в зависимости от размера канала. Оборудование, которое распадается на крупные частицы часто называют дробилки, в то время как машины, которые помола на меньшие размеры, называются мельниц; различия между этими группами не определена.
В рамках каждой категории целый ряд различных типов оборудования не используется, в зависимости от размера частиц корма, необходимого размера сокращения соотношения жесткости корма, и скорость обработки информации, в дополнение к материалам, характеристики которых говорилось выше. Беглое руководство к выбору оборудования приведены в таблице 2 (2, 3).
2 наиболее часто используемых дробилки челюсти и вращательный типов, как использование сжатия для уменьшения размера. В этих частиц подчеркнул разрушению. Щековые вызвать стресс с помощью поршневых челюсти. Вращательный машины генерации напряжений асимметричное движение вращающейся мантии и сокращения в районе между вращающейся конической пестик и конические стационарных миску.
Оба типа обычно используются для минералов, горных пород и руд, в которых размер загружаемого материала может быть как большой, как 60 дюйма, с сопровождающей соотношение размера снижения 3:1 или 4:1. Дробление ставки могут быть достигнуты до сотен тонн в час.
Вообще, дробилки имеют низкие капитальные и эксплуатационные расходы из двух, но они имеют более низкие показатели производительности (поскольку дробление происходит только в 1 половине цикла). Оба типа часто используются в качестве основного оборудования размер сокращения; продукт из дробилок поступает на вторичный дробильное оборудование, дальнейшего сокращения размера частиц.
Hammer мельницы
Эти устройства могут быть использованы для раздавить материалов размером от нескольких дюймов до нескольких футов (рис. 1). Размер сокращение происходит в результате воздействия между частицами и поворотными молотки, которые крепятся на вращающегося вала вдоль горизонтальной оси, а также выключатель баров, которые могут быть установлены внутри мельницы жилья. Эти молотки могут весить до нескольких сотен фунтов каждый, и ротор скорости может достигать 1800 об / мин.
Некоторые молотковые дробилки оснащены решетка, которая позволяет только продукт определенного размера, чтобы выйти из блока. Более крупные частицы остаются в камере шлифовальные, пока они не сводятся достаточно. Из-за воздействия высокой скорости, молотковые дробилки генерировать большое количество штрафов и обеспечить меньший контроль над распределением продуктов частиц по размерам, чем другие виды дробилок. Эти мельницы часто используются для обработки угля и тесаных рок.
Клетка мельницы
Клетка мельницы состоят из рядов вращающихся баров, которые производят высокой отдачей сил, в результате чего частицы распадаются. Размер снижения соотношения можно управлять с помощью числа клеток использовали. Материал до 8 дюймов может быть использована в эти предприятия. Они лучше всего подходят для относительно слабых и не абразивных материалов, таких как глина, пресс-торты, удобрения, емкости и т.д. Продукция они до 50 т / ч.
Дробилки
Дробилки уменьшить размер путем сжатия частиц между двумя рулонах или между одним ролл и стационарных поверхности (рис. 2). Рулонов может быть гладкой или гофрированной или зубчатые, чтобы уменьшить скольжение. Эти дробилки используются для первичного и вторичного дробления относительно рыхлых пород и найти часто используются в угольной и цементной промышленности. Размер продукта можно управлять, регулируя разрыв очистки. Дробилки могут принять довольно большие куски добытого материалов и обеспечить снижение соотношения до 4:1 на производстве со скоростью до сотен тонн в час.
Roll прессы
Эти устройства работают аналогичные дробилки, кроме того, что рулоны наводнения кормили, так что вместо отдельных частиц, поток частиц проходит через валки. Большинство измельчения происходит на частицы к частице контакты, которые уменьшают крен износа. Рулоны сжатия продукта в твердых листов и плит, которые требуют дальнейшего сокращения размера или в мяч или ударная мельница. Эти прессы используются в труднодоступных полезных ископаемых и алмазов дробления, а также в цементной промышленности.
Тамблинг мельницы
Тамблинг мельниц включает мельницы массовой информации (т.е., тех, кто использует средства массовой информации, кроме материала для получения желаемого сокращения), и аутогенная мельницы, на которых крупные частицы материала процесса используются в целях дальнейшего сокращения мелких частиц.
Наиболее распространенным типом упасть мельницы шаровой мельнице. Шаровая мельница состоит из горизонтально расположенного цилиндра, вращать вокруг своей оси, содержащий стали или чугуна шары, которые оказывают воздействие и подавить материала. Шаровые мельницы могут быть периодический или непрерывный, запустите влажной или сухой. Сокращение соотношение может составлять до 200:1, с кормами, размер частиц в целом все ниже примерно 0,5 дюйма Достаточно хороший размеров частиц (
Различные корма и выполнять договоренности уже имеются, но, обычно, питание осуществляется через лоток через связи на одном конце оси вращения, и разряд через другой конец. Некоторые мельницы воздуха стреловидности, позволяющие удаление грунта штрафов в воздушном потоке.
Барабанная мельница является вариацией на шаровой мельнице, который имеет больший длины к диаметру. отношения, что позволило бы обеспечить более мелкий помол кофе. Отсек мельницы составляет труб разделены на отсеки решетки, которые позволяют поток продукта, а не распыление среды. Постепенно меньших шаров позволить высшего снижение отношения, чем при использовании стандартной шаровой мельнице. Пеббл мельницы другой вариант шаровой мельнице, которые используют керамические средств массовой информации, а не стальные шарики.
Автогенного мельницы используются при предварительного шага сокращения обеспечивает поставку грубого материала, который может быть использован как распыление среды. Например, в горнодобывающей промышленности, грубая дробленая руда подается в мельницу аутогенная наряду с более мелкого материала для пыли. Производительность зависит от поставки надлежащее сочетание размеров частиц. Одним из вариантов этого мельница SAG (полу-автогенной) мельницу, которая использует небольшую плату стальных шаров в дополнение к распыление действия крупного заполнителя.
Возбужденный информации мельницы
Это еще один вид средств массовой информации мельницы, которые механически перемешивают или взволнована вибрации. Возбужденный информации машины обычно используют малые средства массовой информации для производства тонкой продукта (
Механически перемешивают мельницы, как правило, используется для мокрой - фрезерные из мягких материалов. Общий дизайн вертикальный цилиндр с мешалкой, которая вращается вокруг оси цилиндра. Жидкость может быть распространена с помощью устройства для сведения к минимуму осаждения.
Вибрационные мельницы могут быть сухим или влажным, и используются для более твердых материалов. Движение среды передается в колебательное движение судна.
Распылители
Эти варианты маленький молоток мельницы, работающие на высоких скоростях, используются для тонкого помола или распыления (рис. 3). Распылители содержать молотки, значки, диски или других поверхностей влияния. Во всех случаях, уменьшение размеров происходит за счет воздействия на этих поверхностях, а также частицы до - частица истощение. Распылители, как правило, используется для относительно мягких материалов, а также может снизить твердых тел до
Жидкость мельницах
Также называется вихревые мельницы, эти единицы способны производить очень хороший размер частиц,
Большинство мельниц спиральные струи использования центральной розетке, коллинеарных с осью камеры. Это обеспечивает некоторую степень размер классификации, так как более крупные частицы проходят по периметру от камеры, и штрафы более легко увлекается потоком газа.
мельницы спиральные струи, как правило, лучше всего подходят для мягких материалов (твердость по Моосу
В кипящем слое струи мельница состоит из вертикальных фрезерных камеры с противоположными газовых струй вблизи его нижней части. Материал поставляется в камеру над сопла, и кипящем и пыли в нижней части корпуса, в первую очередь из-за столкновения с другими частицами. Таким образом, абразивный износ ниже, чем при мельнице струи спирали, и более твердые материалы могут быть обработаны (до шкале Мооса, 10).
Классификации колесо в верхней палате позволяет относительно жесткая гранулометрического распределения должны быть достигнуты, поскольку кипящем штрафы быстро снимается и грубый материал остается в камере.
Выбор
В каждой из перечисленных выше категорий, есть много вариаций. Кроме того, специальности мельницы были разработаны для конкретных приложений, которые не вписываются в вышеупомянутых обобщений. Например, роликовые мельницы часто используются для уменьшения зерна и специй, а также дезинтеграторы были разработаны отдельные высоким содержанием клетчатки материалов.
Как правило, лучше всего начать с желаемыми свойствами продукта, а именно, распределения частиц по размерам и форме особых требований. Учитывая эти свойства вместе с твердостью материала и размалываемость часто сузить выбор до нескольких машин. Факторинг в промышленности и завод стандартов, а также прошлый опыт подобных приложений, помогут выбрать оптимальный размер процесса сокращения. Специальные требования к форме и герметичность распределения по размерам может направить вас к замкнутой системы с классификатором.
После того как последний шаг фрезерные определено, снижение соотношения будут диктовать ли несколько этапов сокращения необходимы. Наконец, система в целом должна быть пересмотрена рассматривать такие вещи, как повышение эффективности оборудования или увеличения пропускной способности предварительного отбора материального потока.
Часто, кормление материала в мельницу, и обработки продуктов выгрузки из него может представлять серьезную проблему. Обеспечение надежной корма в регулируемой скоростью также критически важен для оптимизации эффективности самой мельницы. Бедные кормить контроля может привести к переполнению фрезерные зоне, которая задерживает выход соответствующего размера частиц, подвергая их для дальнейшего уменьшения размера и чрезмерного поколения штрафов (4), а также ускорения износа оборудования. Проектирование подачи и сброса системы, основанные на реологические свойства материала можно обойти таких проблем.
Тестирование продукта часто является хорошей идеей, когда новый продукт или новый метод измельчения будет использоваться. Большинство поставщиков оборудования, оборудование для тестирования, а номинальные сборы являются хорошей инвестицией в сторону минимизации риска. Для уборки ценную и достоверную информацию из этих испытаний, продуманный тест план должен быть разработан заранее.
Лучший курс действий в выборе размера сокращения оборудования знать свойства вашего материала, знаю ваши требования к продукции, и понять основные принципы уменьшенного размера, и как они относятся к вашему продукту. Исходя из этого понимания, можно исследовать и оценить потенциальные решения для Ваших потребностей измельчения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бриттен, HG ", распределения частиц по размерам, часть 1; представления формы частиц, размеров и распределения", Pharm. Технология., С. 38-45 (декабрь 2001).
2. Перри, RH, и DW Грин, "Перри Справочник инженеров-химиков," седьмое издание, с. 20-I в 20-13, McGraw-Hill, Нью-Йорк, (1997).
3. Миранда, С., С. Яегер, "Разберемся на лучший метод уменьшения размера". Химреагент Eng., 105 (11), с. 102-110 (ноябрь 1998).
4. Джонсон, CE, "частиц компонентов Уменьшение размера и оперативное переменных," Обработка порошок и проц., 2 (1), с. 11-15 (март 1990).
Дополнительная литература
Файеда, ME, Л. Оттен (ред.), "Справочник по порошковой науке и технике", Чапман
Фридрих, A., "Уменьшение размера Более обзора: Shear компрессии и воздействия", порошок и массовых Eng., 15 (61), с. 19-25 (20 июня (11).
Imholte Р., "Восемь Время и деньги Сохранение шагов к выбору машины Уменьшение размера", порошок и массовых Eng., 13 (6), с. 55-60 (июнь 1999).
Wennerstrum, С. и др. /., "Размер сокращения Решения для труднодоступных Сокращение материалам" Порошковые и массовых Eng .. МФУ (16 (1), с. 43-49 (январь 2002).
SCOTT Климента и Герман PURUTYAN, JENIKE
SCOTT КЛЕМАН является проект инженера Jenike
ГЕРМАН PURUTYAN является вице-президентом по Jenike
