Машины для измельчения твердых тел

Измельчающие машины могут быть классифициро­ваны по различным признакам: степени измельчения материала, которую можно достичь с помощью ма­шин (для среднего и мелкого измельчения) и мель­ниц (для тонкого и коллоидного измельчения); спо­собу измельчения — машины изрезывающие, истираю­щие, раздавливающие, ударные, ударно-истирающие и др. В дальнейшем изложении будем придерживаться обеих классификаций, дополняющих друг друга.

Машины для среднего и мелкого измельчения

Изрезывающие машины. Применяются для измель­чения высушенного растительного лекарственного сырья, которое изрезывается до размера частиц 2—8 мм (для получения сборов или производства экстракци­онных препаратов) с помощью траво- и корнерезок. Рабочим инструментом изрезывающих машин является нож или система ножей, совершающих возвратно-поступательное или вращательное движение. В не­которых случаях машина имеет две системы ножей. Один нож в этих системах двигается, другие смонтированы неподвижно.

Рисунок 1.

Траво- и корнерезки. В зависимости от строения ножей различают траворезки дисковые и барабанные. В дисковых траворезках ножи имеют изо­гнутое лезвие и насажены на спицы рабочего колеса, в барабанных ножи помешаются на бо­ковой поверхности барабана, вращающегося вокруг своей оси.

Для измельчения плотных частей растений (корни, корневища, коры) применяются корнерезки. Отличительной их особенностью является наличие гильотинных ножей.

Раздавливающие машины. Валковая дробилка состоит из двух параллельных цилиндри­ческих валков, которые, вращаясь навстречу друг дру­гу, измельчают материал главным образом путем раз­давливания (рис2). Валки размещены на подшипниках в корпусе, причем валок (1) вращается в неподвижно установленных, а валок (2) — в скользящих под­шипниках, которые удерживаются в заданном поло­жении (в зависимости от требуемой ширины зазора) с помощью пружины (3). При попадании в дробилку куска материала чрезмерной твердости пружины ее сжимаются, подвижный валок отходит от неподвижно­го и кусок выпадает из дробилки, при этом устраняет­ся возможность ее поломки.

Рисунок 2.

В промышленности используются валковые дро­билки, отличающиеся по числу, форме и скорости вращения валков. Привод­ной механизм состоит из двухпеременных передач от отдельного двигателя на шкив каждого валка, ок­ружная скорость которых составляет 2—4,5 м/с. Наибольший размер кус­ков измельчаемого в вал­ковой дробилке материала зависит от диаметра вал­ков и зазора между ними. Для того чтобы куски из­мельчаемого материала вследствие трения втяги­вались между гладкими валками, их диаметр дол­жен быть приблизительно в 20 раз больше диаметра максимального куска из­мельчаемого материала. Поэтому гладкие валки применяются только для среднего и мелкого из­мельчения.

Ударно-центробежные мельницы. Дисмембратор и дезинтегратор. Рабочими частями дисмембрато-р а (рис.3) являются диски: вращающийся — со скоростью до 3000 об/мин (1) и неподвижный (3). Роль последнего выполняет внутренняя стенка кор­пуса. На внутренней поверхности дисков укреплены по концентрическим окружностям пальцы. При этом диски поставлены один против другого так, что паль­цы (2) вращающегося диска входят в свободное пространство между пальцами (4) неподвижного диска. Число пальцев в концентрических окружностях уве­личивается по направлению от центра к периферии. Материал, подлежащий измельчению, через загрузоч­ный бункер (5) поступает в центр дисмембратора, в зону между вращающимися и неподвижными паль­цами, где и происходит его измельчение. Под действи­ем центробежной силы частицы перемещаются от цент­ра к периферии рабочего органа дисмембратора, мно­гократно ударяются о пальцы, поверхность дисков, испытывают взаимные удары и разрушаются. Измель­ченные частицы отбрасываются в улитку (6), откуда, ударяясь о корпус дисмембратора (7) и вращающийся диск, падают вниз и выводятся из машины. Для пред­отвращения попадания в зоны измельчения механиче­ских предметов исходное сырье проходит предвари­тельно через магнитный сепаратор (8), который уста­навливается в нижней части бункера.

Барабанные мельницы. Материал измельчается внутри вращающегося корпуса (барабана) под воз­действием мелющих тел. В зависимости от вида ме­лющих тел различают шаровые и стержневые мель­ницы. В зависимости от формы барабана и отношения его длины / к диаметру d различают короткие (l/d = — 1,5—2,0), трубные (//d=3,0—6,0), цилиндро-кони-ческие мельницы (барабан имеет форму двух усечен­ных конусов, широкие основания которых соединены цилиндрической частью) и др.

Шаровые мельницы. В химико-фармацевтической промышленности для тонкого измельчения наиболее широко применяются шаровые мельницы периодиче­ского действия. Они представляют собой (рис. 7.7) пустотелый вращающийся барабан, в который через люк с плотно прижатой к барабану специальной ско­бой-крышкой загружают измельчаемый материал и мелющие тела — стальные шары диаметром от 25 до 150 мм (приблизительно на 40—45% объема бара­бана).

Струйные мельницы. Измельчение материала про­исходит в струе энергоносителя (воздух, инертный газ, перегретый пар), подаваемого в мельницу со скоростью, достигающей нескольких сотен метров в секунду.

В струйной мельнице с плоской помольной каме­рой (рис. 7.10) энергоноситель из распределительного коллектора (2), через сопла (3) отдельными струями поступает в помольно-разделительную камеру. Оси со­пел расположены под некоторым углом относительно соответствующих радиусов камеры, вследствие чего струи газа внутри камеры пересекаются. Материал на измельчение подается инжектором (струйный ком­прессор) через штуцер (1), увлекается струями газа, получает усконение и измельчается под действием мно­гократных соударений и частично истиранием частиц в точках пересечения струй. Так как струи энерго­носителя входят в зону измельчения под некоторым углом, вся масса пылегазовои смеси приобретает вра­щательное движение в направлении струй. В резуль­тате такого движения частицы оказываются в поле центробежных сил и разделяются на фракции. При этом более крупные сосредоточиваются в периферий­ной части зоны измельчения, а мелкие оттесняются к центру. Измельчившись до определенных размеров (1—6 мкм), частицы вместе с нисходящим газовым потоком, непрерывно вращаясь, вытекают из зоны из­мельчения в корпус циклона-осадителя (4), осаждают­ся на его внутренней поверхности и удаляются в при­емник (5). Наиболее мелкие частицы, содержание ко­торых 5—10 % увлекаются восходящим потоком от­работанного воздуха, уносятся через штуцер (6) и улавливаются в дополнительных циклонах или матер­чатых фильтрах.