Коллектив авторов - Большая энциклопедия техники

Бисерные мельницы представляют собой конструкцию, в которую включены корпус, цилиндр, кожух, вал, диски, мелющие тела, сито, приемник переработанной суспензии, дисковый ротор, электродвигатель, станина, кран. Они используются в лакокрасочном производстве для изготовления красок, эмалей, грунтовок и т. д. Мельница заполняется на (n – 1) / п количество объема специальным кварцевым бисером, диаметр бисера 1—2 мм, или износостойким песком. Готовится заранее суспензия, например, состоящая из пигмента и связующего, которая при помощи наноса доставляется в цилиндр, затем поднимается вверх, проходит сквозь слой бисера или песка, на который действует вращающийся дисковый ротор, при этом создается усиленное измельчение, перетирание, фильтрация при помощи сита, для вывода продукта используется нижняя часть мельницы. Достоинства: высокая гомогенность полученных продуктов. Недостатки: производительность ограниченна, размеры мельницы находятся в заданных пределах, мелющие тела подвержены частой смене. Степень измельчения бисерных мельниц составляет 200—300.

Мельницы с фиксированными мелющими телами, к которым относятся ролики, катки, вальцы и т. д.:

  1) мельницы со средним ходом – бегуны, используются для среднего и грубого помола, кольцевые, жернова, краскотерки, для среднего и тонкого помола;

  2) центробежные мельницы быстрого хода – штифтовые, ножевые, дезинтеграторы, дисмембраторы, предназначены для произведения грубого, среднего, тонкого помолов.

Конструкция бегунов: каток, полуось катка, водило, центральный вал, чаша, привод, скребки. Бегуны предназначены для измельчения вязких веществ, используются в горно-химической и коксохимической индустриях. Разработаны на вращательном движении вала катков, установленных свободно на полуосях, движение производится по дну чаши, в которую заложен материал, в результате перемещения катков образуется раздавливание и истирание материала. Центробежными силами куски направляются к наружному борту чаши, для их возвращения на катки используются включенные в конструкцию специальные скребки. Достоинство: несложность конструкторского решения. Недостатки: производительность небольшая. Степень измельчения ограничивается 10—40.

Ролико-кольцевые маятниковые мельницы содержат размольное кольцо, ролик или каток, крестовину, маятник, вал, скребок, привод. Применяются для помола хрупких, мягких, нелипких веществ, к которым относится каолин, белые пигмент, ильменит, цементный клинкер. Разработаны таким образом, что катки или ролики, перемещаясь и используя центробежные силы, направляются к внутренней поверхности размольного кольца, измельчение происходит в зазоре, образованном между мелющими телами и кольцом. Полученный в результате помола продукт направляется воздушным потоком в сепаратор, где проходит отбор полученного вещества, при этом грубая фракция отправляется на повторное измельчение, для доставки в зону измельчения в конструкцию включены скребки. Достоинство: варьирование степени измельчения в пределах от 5 до 100. Недостатки: высокий износ рабочих элементов мельницы, конструкция является сложной.

Краскотерка создана из корпуса, валка, загрузочной воронки, разгрузочного лотка. Применяется для перетирания и диспергирования материала при производстве красок, полимерных паст и т. д.

Измельчительный процесс происходит в регулируемом узком зазоре относительно параллельно фиксированных валков, создающих вращательное движение в направлении друг к другу, при этом движение валков соответствует различным скоростям. Выводится полученный продукт при помощи лотка, оснащенного скребковым приспособлением. Достоинство: регулированная степень измельчения от 20 до 300. Недостатки: производительность лимитирована, валки выходят из строя в разное время.

Ножевая мельница: корпус-статор, ротор, вращающийся нож, неподвижный нож, перфорированная решетка. Созданы на основе рубящего и режущего действия, производимого ножами ротора и статора. После произведенного помола продукт выводится из мельницы при помощи перфорированной решетки. Достоинства: эффективное измельчение эластичных веществ, например отходов линолеума или резины, не прибегая к полному охлаждению материалов. Степень измельчения составляет 10—50.

Дезинтегратор: роторы с рабочими пальцами, станина с подшипниками, привод. Дезинтеграторы используются для сухого измельчения мягких, хрупких веществ, характеризуемых небольшими абразивными качествами, например каолин, мел, литопон. Заложенный материал проходит загрузочную воронку, направляясь в центральную часть одного из роторов, роторы совершают вращательные движения в обратных направлениях, затем материал устремляется между пальцами роторов. Центробежная сила относит части или зерна материала в периферийную сторону роторов, происходит многократное ускорение, ударение о пальцы, сталкивание. Полученный продукт отправляется из роторов в кожух, выводится при помощи специального патрубка. Достоинства: конструкция мельницы устроена достаточно просто, эффект смешивания определяется как высокий. Недостатки: пальцы быстро изнашиваются, при работе получается пылеобразование, большой энергетический расход. Степень измельчения соответствует 5—10.

Мельницы без мелющих тел:

  1) барабанные мельницы самоизмельчения предназначены для грубого, среднего, тонкого помола;

  2) воздухоструйные, пароструйные, газоструйные мельницы используются для тонкого, сверхтонкого помола;

  3) пневматические мельницы совершают средний, тонкий помол;

  4) кавитационные разработаны для суспензий;

  5) коллоидные, ультразвуковые, электрогидравлические и т. д. направлены на произведение тонкого и сверхтонкого помола.

Струйные противоточные мельницы: сопло, разгонная труба, размольная камера, воздушный сепаратор. Мельницы создают измельчение, опираясь на энергию потока компримированного газа, например воздуха или перегретого пара. Материал, разделенный на небольшие части, увлекается при помощи двух встречных потоков с большой скоростью, потоки проходят сопла, которыми оснащены разгонные трубы, в результате чего происходит соударение и измельчение составляющих. Восходящие потоки направлены на захват материала в область предварительной сепарации грубых фракций, затем в сепаратор тонкой готовой фракции, которая улавливается при помощи циклона и фильтра. Размольная камера производит измельчение грубых фракций, которые постоянно возвращаются из сепаратора, до нужного состояния. Достоинства: диспергирование термолабильных материалов. Недостаток: включение вспомогательных приспособлений, например компрессора, пылеулавливающей системы, газогенератора. Используются для помола пластмассы, кокса, слюды, известняка, инсектицидов и т. д. Степень измельчения 20—120.

Кавитационные мельницы: ротор, статор. Мельницы такого типа объединены в систему, оснащенную напорными баками, что позволяет создавать циркуляцию большое число раз и высокий уровень диспергирования вещества. Разработана на принципе насоса, прокачивая диспергируемую суспензию сквозь кольцевой промежуток между ротором и статором, на поверхности которых нанесены продольные канавки, поэтому сечение прохода изменяется, что приводит к большим колебаниям давления, создавая кавитационный эффект. Суспензия усиленно перемалывается, выводится с помощью специального крана, расположенного в нижней части устройства. Достоинства: высокая гомогенность полученного продукта. Недостатки: высокая степень износа рабочих элементов, производительность кавитационной мельницы небольшая. Применяются для создания резиновых смесей, в лакокрасочной промышленности и т. д. Степень измельчения определяется как 5—40.

Коллоидные мельницы измельчают частицы, размер которых не превышает нескольких мкм. Исходное вещество подвергается прохождению в небольшом промежутке, образованном между быстро вращающимся коническим диском, ротором и неподвижным кольцом, статором, также исходный материал может продвигаться в промежутке между пальцами ротора корпусом машин. Недостаток: высокий износ рабочих элементов мельницы. Используется, главным образом, в лабораториях для приготовления измельченных малых порций материала.

Ультразвуковые мельницы измельчают вещества с помощью воздействия высокочастотных звуковых колебаний, превышающих 20 000 в одну секунду. Генераторы ультразвука обладают небольшой мощностью и в рабочем состоянии создают достаточно высокую степень шума. По причинам, названным выше, применение ультразвуковых мельниц ограничено. Они применяются, например, для изготовления высокодисперсных суспензий (при этом размер частицы составляет мкм и доли мкм) и однородных суспензий в фармацевтической и лакокрасочной промышленности.