Пресс-валковый измельчитель с вибрационным дезагломерирующим устройством

Одним из перспективных направлений развития помольного обору­дования является разработка малотоннажных технологических комплексов с использованием пресс-валковых измельчителей (ПВИ) [1].

ПВИ являются разновидностью валковых дробилок и несут в себе весьма экономичный принцип измель­чения материала – раздавливание с истиранием. Известно, что использование пресс-валковых измельчителей для предва­рительного измельчения материалов, подаваемых в шаро­вые мельницы, позволяет снизить удельные энергозатраты на 20¸40% и повысить производительность мельниц на 30¸50% [2].

Целью проведенных нами исследований являлась разработка конструкции и исследование основных параметров работы пресс-валкового измельчителя с вибрационным дезагломерирующим устройством (ПВИ с ВДУ), используемого для предварительного измельчения материалов с последующим доизмельчением в вихре-акустическом диспергаторе.

На первом этапе исследований нами была использована пресс-мат­рица, которая позволяет с достаточной точностью моделировать процесс измельчения материалов в ПВИ.

При проведении экспериментальных исследований по измельчению кварцевого песка в ПВИ в качестве варьируе­мых параметров были приняты: давление измельчения Р, МПа; средне­взвешенный размер частиц исходного материала d₀, мм. Для оценки результатов экспериментов в каждом опыте определялись следующие выходные параметры: средневзвешенный диаметр частиц измельченного материала d_ср.взв., м×10^-3; удельная поверхность готового продукта S_уд, см²/гр; степень измельченности Е, %; содержание фракции размером менее 63мкм в измельченном материале С_<0063, %.

На рис. 1 приведены графические зависимости, полученные по результатам проведенных экспериментальных исследований. Анализ полученных зависимостей позволяет сделать следующие выводы.

Увеличение давления измельчения в диапазоне от 50 до 150МПа приводит к существен­ному росту S_уд (с S_уд=720см²/гр до S_уд= 1150см²/гр, т.е. на 60%). С дальнейшим увеличением Р до 250 МПа при­рост S_уд менее значителен (c S_уд=1150см²/гр до 1470см²/гр, т.е. на 27%). По остальным показателям пропорция примерно та же. Так как большему значению Р соответствуют большие энергозатраты, то рациональная область значений давления измельчения находится в диапазоне Р=(150¸200)МПа.

Рис. 1. Экспериментальные зависимости d_ср.взв., S_уд, Е, С_<0063= f(Р, d₀).

Следующий показатель d₀ позволяет установить предпочтительный размер фракции исходного продукта. При увеличении d₀ наблю­дается снижение S_уд, С_<0063 с одновременным ростом Е и d_ср.взв. Это ука­зывает на то, что наиболее эффективному измельчению подвергается материал с наибольшим размером частиц исходного продукта. Из этого сле­дует, что наиболее предпочтительный размер частиц исходного мате­риала при измельчении в ПВИ составляет d₀=(0,6¸1,1)×10^-3м, а материал размером менее 0,35мм целесообразно измельчать в другом помольном агрегате, например в вихре-акустическом диспергаторе (WAD).