Разработана молотковая дробилка для измельчения древесных отходов естественной влажности

28.04.2011 | Служба новостей Росфирм

Разработана молотковая дробилка для измельчения древесных отходов естественной влажности

Измельчители с шарнирно установленными ударными элементами -  молотковые дробилки и мельницы - широко используются в самых различных областях производства. Применяются они и для переработки древесных отходов в так называемую древесную муку. Однако, несмотря на целый ряд положительных качеств, молотковым дробилкам присущи и определенные недостатки, в частности, при обработке влажного биосырья калибрующие сетки, а затем и вся камера дробления забиваются материалом, что приводит к аварийной остановке ротора. Не будет преувеличением сказать, что данная проблема является одной из самых трудноразрешимых и в то же время наиболее распространенной в технологии тонкого помола растительного сырья естественной влажности.

Борьба с забиванием корпуса молотковых дробилок ведется в основном путем увеличения линейной скорости ударных элементов с одновременным уменьшением зазора между молотками и калибрующей сеткой. Такое техническое решение, хотя и позволяет  перерабатывать материалы 18 - 20% влажности, лишает молотковую дробилку ее основных преимуществ - надежности и экономичности.

Малые рабочие зазоры в сочетании с высокой частотой вращения ротора делают такую молотковую дробилку крайне чувствительной к дисбалансу, а попадание в камеру дробления постороннего предмета теперь в большинстве случаев приводит к аварии. Необходимость частой замены ударных элементов и калибрующей сетки негативно сказывается на себестоимости помола. Высокоскоростное измельчение влажной органики преподносит и другие, часто парадоксальные на первый взгляд сюрпризы, например, с ростом окружной скорости ротора увеличивается «паразитная» циркуляция материала в камере дробления, поэтому производительность дробилки, как правило, не повышается, а наоборот -  падает.

Хорошо известно, что эффективность ударного измельчения (способ, реализуемый в молотковых дробилках) тем выше, чем больше разница скоростей рабочих органов дробилки и частиц измельчаемого материала. Удар «навстречу» это далеко не то же самое, что удар «вдогонку». В молотковых дробилках поверхность сита является своеобразным «тормозом», который останавливает частицы материала, чтобы молотки могли ударить по ним и разрушить. Влага, которая в большом количестве содержится в растительном сырье, напротив, играет роль смазки, в результате материал не «тормозится» сеткой, а движется вслед за ротором практически с той же скоростью. Разница скоростей в этом случае минимальна, удар не «работает», а значит, измельчение биосырья происходит в основном за счет истирания, что в присутствии «водной» смазки крайне неэффективно.

Наверняка каждому, кому приходилось измельчать на молотковой дробилке влажную щепу знакома ситуация, когда непрерывная выдача материала сменяется цикличной. При этом двигатель ротора работает с полной нагрузкой, корпус дробилки вибрирует и греется, но из разгрузочного патрубка ничего не выходит! Спустя какое-то время материал подсыхает, и камера дробления, наконец, освобождается, чтобы в ту же секунду снова забиться. В цикличном режиме производительность молотковой дробилки в лучшем случае составляет 10 - 20% от расчетной, и это при максимальном энергорасходе и опасных нагрузках на подвижные части.

В силу своих конструктивных особенностей «классические» молотковые дробилки в принципе не могут обеспечить экономичную переработку влажного биосырья (W > 20%), так как их основной способ измельчения - удар не может быть нормально реализован, а потому сменяется побочным истиранием. Измельчитель способный эффективно решать данную задачу должен иметь: большую разницу скоростей ударных элементов и частиц измельчаемого материала (лучший вариант - встречный удар), конструкцию узла сепарирования (у молотковых дробилок - это сетка) которая исключала бы забивание, большие рабочие зазоры между молотками и корпусом (чтобы без поломок «пропускать» посторонние включения). Этим требованиям в полной мере отвечает разработанный машиностроительным предприятием «ТЕХПРИБОР» г. Щекино, Тульской области  малогабаритный перерабатывающий комплекс на базе измельчителя-классификатора  КИМ «ЯСЕНКИ».

Принципиальным отличием КИМ «ЯСЕНКИ» от используемых в настоящее время для переработки растительных отходов молотковых дробилок является отсутствие калибровочных сеток, функцию которых выполняет ротор воздушно-динамического классификатора. Частицы требуемых размеров отделяются от «крупки» не на поверхности сит, как в обычных молотковых дробилках, а в воздушном вихре, образованном вращающимся ротором-разделителем. В отличие от мелкоячеистых сеток, которые забиваются влажным материалом или рвутся, воздушно-динамическая классификация частиц согласно их размерам обеспечивает высокую стабильность и большую точность разделения. К тому же, вращаясь навстречу ударным элементам (молоткам), ротор-разделитель принимает самое непосредственное участие в процессе измельчения биоматериала, отбрасывая крупные частицы в зону действия молотков и обеспечивая тем самым наиболее выгодные условия для эффективного «встречного» удара (Рис.1).

Характерная для воздушно-динамических классификаторов высокая селективность и простота управления процессом в полной мере реализована и в КИМ «ЯСЕНКИ». Основные параметры обработки биосырья, такие как время нахождения частиц в камере дробления, скорость соударений, дисперсность получаемого порошка, определяются частотой вращения ротора-разделителя, которая в свою очередь задается с пульта управления работой агрегата.

Несмотря на то, что измельчитель-классификатор КИМ «ЯСЕНКИ» - «молодая» машина, сравнительно недавно появившаяся на рынке перерабатывающего оборудования, ее эффективность и повторяемость процесса подтверждены сотнями экспериментов, проведенных на стендовой установке в период создания технологии измельчения влажных биоматериалов. В настоящее время на пилотном измельчителе-классификаторе проведены тестовые испытания десятков самых разнообразных материалов, среди которых:

•  Солома пшеницы, овса, ржи, ячменя (естественная влажность);
• Древесные отходы лиственных и хвойных пород, крупные опилки, щепа (влажность до 55%);
• Торфогрунт (влажность 60%);
• Экструзионный крахмал;
• Мыло хозяйственное твердое;
• Листовая целлюлоза.

По мнению разработчиков, предлагаемая технология и ее аппаратное оформление позволяют существенно расширить возможности технологических процессов глубокой переработки биосырья с меньшими  энергозатратами, а в итоге и более низкой себестоимостью.

Уникальные конструкторские решения, использованные при создании измельчителя-классификатора КИМ «ЯСЕНКИ», защищены патентами РФ на полезную модель № 80773, №  72155 и патентом РФ на изобретение № 2411082.

Машиностроительное предприятие «ТЕХПРИБОР»



Предыдущая | Следующая

назад