Вибрационная мельница со смещенным виброактиватором

Вибрационная мельница представляет собой отдельный вид мельничного оборудования. Главное отличие вибрационных мельниц от любых других – возможность тонкого и высоко тонкого помола. Вибрационные мельницы не используются для грубого помола, перед вибромельницами ставят задачи получения тонких и сверхтонких порошков.

Принцип устройства вибрационных мельниц.

Вибрационная мельница состоит из рабочей камеры цилиндрической формы на 80% заполненной мелющими телами в виде высокопрочных шаров небольшого диаметра (10 -20 мм). Камера приводится в движение дебалансным валом, который придает камере и находящимся в ней шарам вибрационное движение. В рабочей камере мельницы объемом 400 литров находится около 70 000 шаров, при частоте вращения дебалансного вала 1500 об/мин эти шары совершают около 100 000 000 подскоков и падений в минуту. Огромное количество мелких воздействий на материал позволяет получать максимально тонкий помол без использования сепараторов. Массовое ударное воздействие устраняет явление агрегации (слипания) мелких частиц в конгломераты, которое неустранимо в других типах мельниц.

Рис.1. Вибрационная мельница нового типа МВ-400-ЭКС перед отгрузкой потребителю.	Рис. 2. Рабочая камера мельницы на 80% заполнена мелющими шарами. Рабочий вал с дебалансами расположен вверху справа.

Сравнение с обычными шаровыми мельницами

Для сравнения скажем, что обычная шаровая мельница загружается шарами размером от 40 мм и совершает до 100 оборотов в минуту. Таким образом, измельчение в шаровых мельницах характеризуется малочисленными ударами крупными шарами. Это позволяет эффективно вести только грубый помол (до размера частиц 30-100 мкм), и не позволяет получать тонкие и сверхтонкие порошки. Тонкое измельчение в шаровых мельницах возможно только при использовании сепараторов.

Новые вибрационные мельницы с эксцентричным вибратором.

Нашей компанией на базе конструкций стандартных вибрационных мельниц внутренним вибратором (рис. 3) и двухкамерных вертикальных мельниц с круговой вибрацией (рис. 4) была разработана новая мельница с эксцентрично расположенным вибратором (рис.5). Такое расположение позволяет кроме круговых колебаний корпуса вибромельницы получить колебания эллиптические и линейные. Совокупность разного типа движений дает возможность более эффективного помола. А отдельная камера без внутреннего вибратора делает замену футеровки мельницы простой и недорогой процедурой, уменьшает стоимость самой футеровки.

Рис. 1. Мельница МВ-400 старого типа с внутренним вибратором и круговыми колебаниями корпуса.	Рис. 2. Мельница МВ-400, производимая конкурентами с круговыми колебаниями, малой высотой загрузки мелющих тел и потому низкоэффективная. Переток из верхнего цилиндра в нижний часто забивается продуктом.	Рис. 3. Мельница МВ-400-Экс нового поколения с эксцентрично расположенным вибратором и круговыми, эллиптическими и линейными колебаниями корпуса.

Почему однокамерные вибромельницы лучше, чем многокамерные?

Важным параметром, от которого зависит эффективность измельчения, является уровень мелющей загрузки. Чем выше уровень шаров, тем более высокие нагрузки от массы шаров испытывает материал в нижней части мельницы. Именно поэтому малые лабораторные мельницы менее эффективны, чем большие промышленные. Это же фактор ухудшает измельчение в многокамерных вибрационных мельницах, в сравнении с однокамерными.

Рис. 6. Поперечный разрез двухкамерной вибромельницы. Высота загрузки шаров в два раза меньше, чем в однокамерной вибромельнице.	Рис. 7. Поперечный разрез однокамерной вибромельницы МВ-400-ЭКС. Чем выше уровень шаров, тем эффективнее измельчение.

Помол в вибромельнице.

Процесс помола в вибрационных мельницах, как правило, происходит в непрерывном режиме. В загрузочное отверстие мельницы расположенное сверху корпуса подается сырье – материал с влажностью не более 2% и размером частиц до 2 мм. Далее материал проходит через рабочую камеру мельницы, заполненную движущимися шарами, и измельчается за время пути. После этого материал самотеком выгружается с другой стороны мельницы, через выгрузочные отверстия. В выгрузочном отверстии монтируется решетка, предотвращающая выпадение шаров из рабочей камеры, но не мешающая движению тонкого порошка.

Рис. 8. Процесс помола в вибрационной мельнице – показана подача сырья в верхнее загрузочное отверстие и выгрузка из нижнего выгрузочного отверстия.

Производительность мельницы определяется производительностью питателей (чаще всего это шнековый питатель, иногда ленточный), подающих сырье. Производительность питателей проще всего регулировать частотными преобразователями-инверторами. Подача сырья ведется через гибкие герметичные соединения на загрузке и выгрузке – это полностью исключает пыление при работе оборудования.

Вибромельницы идеально подходят для помола «по-мокрому» - в этом случае в мельницу подается вода, и измельчение материала идет в виде пульпы. Измельчение в водной среде более эффективно, так как частицы воды дополнительно разрушают частицы материала.

Особенности конструкции вибрационных мельниц.

Подшипники вибрационных мельниц испытывают значительную нагрузку при работе. Подшипниковые узлы специально рассчитаны на такой режим работы и, кроме того, имеют водяное охлаждение корпуса подшипника. В связи с этим вибрационная мельница должна оборудоваться системами подвода воды для охлаждения подшипников.

Дополнительно мельница может оснащаться системой рециркуляции, очистки и охлаждения масла, это оборудование позволяет значительно увеличить как общий ресурс работы мельницы, так и сократить время на регулярное обслуживание мельницы, снизить расход смазочных материалов.

Какие продукты можно получать, используя вибрационные мельницы?

1. тонкомолотые цементы, в том числе тампонажные, для нефтехимии;
2. специальные цементы, с добавками отходов до 70% (золы-уноса, доменные гранулированные шлаки, горелые породы и пр.);
3. сухие строительные смеси, тонкомолотый песок;
4. тонкомолотый мел, в том числе гидрофобный, доломитовая известняковая мука, микрокальцит, молотый известняк и т.д.;
5. известь, гипс;
6. огнеупорные материалы;
7. стержневые и формовочные смеси для литейного производства;
8. пигменты, лакокрасочная продукция.
9. Вибрационная мельница может быть выполнена из нержавеющей стали, в этом случае ее возможно использовать на пищевых производствах, производстве кормов и добавок для кормов животных, медицине и пр.

Табл. 1. Технические характеристики вибрационных мельниц.

Наименование показателей	Вибромельница типа МВ (поколение 1)				Вибромельница типа МВ-Экс (поколение 2)
	МВ-20/20 нерж. сталь.	МВ-60	МВ-200	МВ-400	МВ-ЭКС-400
1. объем рабочей емкости м3 (л), не менее	0,02 (20)	0,06 (60)	0,2 (200)	0,4 (400)	0,4 (400)
2. производительность кг/час, не более (указана при измельчении цемента от удельной поверхности 3000 см.кв/грамм до 5000 см.кв/грамм, на мягких породах мел, кальцит выше в 2-4 раза)	25	75	250	500	700
3. влажность материала %, не более	2
4. установленная мощность, кВт, не более	2,2	5,5	18,5	45	45
5. масса, кг (без учета мелющих тел), не более	70	110	750	1600	1700
6. масса мелющих тел, кг, не более · стальных · фарфоровых	80 30	220 90	740 240	1500 500	1500 500
7. Срок гарантийной работы, год	1
8. охлаждение вибратора	Воздушное, принудительное		Жидкостное, принудительное
9. габаритные размеры · длина · ширина · высота	1000 500 1100	1300 600 1200	1800 900 1400	2500 1100 1600	2900 1200 1400
10. Возможность помола «по-мокрому» в виде водной пульпы	есть

Примеры успешных производств.

1. ЗАО «Петрохим», расположенное в городе Белгороде, при помощи вибрационной мельницы МВ-400 используя в качестве сырья стандартный тампонажный цемент, домалывая его, получает тонкомолотый высокодисперсный тампонажный цемент. Данный цемент используется в тех случаях, когда стандартный цемент оказывается бессилен.