Горизонтальная валковая мельница тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.13, кандидат наук Романенко Владимир Сергеевич

• Романенко Владимир Сергеевич
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Романенко Владимир Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

РАЗДЕЛ 1. СОСТОЯНИЕ И НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ

СРЕДЕНЕХОДНЫХ МЕЛЬНИЦ

1.1 Основные ступени совершенствования и направления развития техники

и технологии измельчения в среднеходных мельницах

1.2 Анализ конструкций среднеходных барабанно-валковых мельниц и пути

их дальнейшего совершенствования

1.3 Существующие методики расчета основных параметров

1.4 Предлагаемая конструкция горизонтальной валковой мельницы

1.5 Цель и задачи исследований

1.6 Выводы

РАЗДЕЛ 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ВАЛКОВОЙ МЕЛЬНИЦЫ

2.1 Общие сведения

2.2 Определение усилия измельчения в горизонтальной валковой мельнице с учетом прочности материала

2.3 Уравнение кинетики процесса измельчения в горизонтальной валковой мельнице

2.4 Расчет мощности потребляемой электроприводом горизонтальной валковой мельницы

2.5 Расчет производительности горизонтальной валковой мельницы

2.6 Методика расчетов конструктивно-технологических параметров горизонтальной валковой мельницы

2.7 Выводы

РАЗДЕЛ 3. ПЛАН И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Методика проведения экспериментальных исследований

3.2 Описание экспериментальной установки и средств измерений

3.3 Характеристики исследуемого материала

3.4 Проведение поисковых экспериментов

3.5 План проведения многофакторного эксперимента для определения эффективности измельчения

3.6 Выводы

РАЗДЕЛ 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

4.1 Результаты поисковых экспериментов

4.2 Анализ результатов многофакторных экспериментов

4.2.1 Анализ результатов исследований зависимости Р = /(п, Рпр, Ь1, Ь2)

4.2.2 Анализ результатов исследований зависимости Q = /(п, ^пр, Ь1, Ь2)

4.2.3 Анализ результатов исследований зависимости Я = /(п, ^пр, Ь1, Ь2)

4.2.4 Анализ результатов исследований зависимости д = /(п, Рпр, Ь1, Ь2)

4.3 Выбор рационального режима работы ГВМ

4.4 Анализ результатов исследований кинетики процесса измельчения, зависимости Я = /(2)

4.5 Выводы

РАЗДЕЛ 5. ПРОМЫШЛЕННОЕ ВНЕДРЕНИЕ

5.1 Промышленные испытания ГВМ

5.2 Технико-экономические результаты работы

5.3 Выводы

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Горизонтальная валковая мельница»

ВВЕДЕНИЕ

Современная мировая промышленность не стоит на месте, с каждым годом она растет и переходит на более высокий уровень технологичности и производительности в ногу с развитием науки и техники. В последнее время наблюдается строительство новых современных заводов, для них в основном используется оборудование зарубежных производителей. Большинство заводов построены и введены в эксплуатацию еще в СССР. Развитие на таких заводах заключается лишь в ремонте и модернизации устаревшего оборудования. В то же время, при тех же и меньших затратах энергии сегодня требуется большая производительность. Достигнуть этого можно либо благодаря оптимизации имеющихся, либо созданию новых конструкций машин и технологий.

Процесс измельчения - это один из основных технологических процессов в производстве строительных материалов [98], таких как цемент, известь, гипс, различные наполнители строительных пластмасс, кварцевый и мраморный песок и др. Необходимость исследования в этой области определяется влиянием степени измельчения на свойства материалов и большим объемом их производства.

Тонкое измельчение в строительной отрасли является одной из самых энергоемких стадий производства. Модернизация старых машин и разработка новых конструкций, с целью снижения энергопотребления и повышения производительности, являются одними из основных задач, решением которых заняты современные разработчики оборудования [73, 113].

Сокращение расходов на измельчение напрямую влияет на стоимость продукции, и соответственно конкурентоспособность продукции на рынке строительных материалов.

Многочисленные и всесторонние исследования процесса измельчения материалов и изменения их физико-химических свойств [98, 87, 99, 31] показали, что с ростом тонкости помола измельчение затрудняется, затраты энергии увеличиваются, а при определенной граничной для этого материала тонкости и способе разрушения дальнейшее измельчение становится невозможным [98].

Наиболее перспективными, в этом отношении, являются помольные агрегаты с повышенными скоростями движения рабочих органов, это установки на базе среднеходных и быстроходных мельниц. Они отличаются более высокой интенсивностью процесса измельчения, а, следовательно, и большей производительностью по отношению к тихоходным мельницам (при соизмеримых габаритах).

В последнее время наиболее перспективным методом среднего и тонкого помола является измельчение путем сжатия слоя материала, между цилиндрическими измельчающими поверхностями, там образуется критическая зона, где развивается сжимающее усилие, превосходящее предел прочности материала [88]. Этот метод измельчения используется в горизонтальной валковой мельнице (ГВМ).

Вместе с положительными качествами горизонтальная валковая мельница имеет и ряд недостатков, ограничивающих её применение. Это, во-первых, то, что этот тип мельниц предназначен для измельчения материалов низкой и средней прочности, во-вторых, эти мельницы боятся возможного попадания недробимых материалов в рабочую область, что может привести к поломке, в-третьих, несовершенство конструктивных элементов, нуждающихся в доработке. Кроме этого, в теории ГВМ имеется ряд вопросов, которые недостаточно раскрыты, существующие теории расчета имеют незавершённый характер, в них не учитываются конструктивные особенности машины.

Вследствие вышесказанного, можно сделать вывод об актуальности данной проблемы, то есть существует необходимость проведения дополнительных исследований ГВМ: выявление зависимостей между затратами электроэнергии, производительностью, характеристиками измельчителя, процессом измельчения, качеством готового продукта.

Рабочая гипотеза: повышение эффективности процесса измельчения в горизонтальной валковой мельнице возможно за счет установки в машину двух

валков разных диаметров вместо одного, защитного устройства, а также путем совмещения в одном узле загрузочного, сдвигающего, выгрузочного устройств.

Научная идея: необходимо создать и исследовать такие режимы работы горизонтальной валковой мельницы, при которых обеспечивается оптимальный процесс помола.

Цель диссертационной работы - определение рациональных конструктивно-технологических параметров и режимов процесса измельчения горизонтальной валковой мельницы; разработка методики расчета.

Задачи исследований:

- анализ существующих конструкций и направлений развития среднеходных барабанно-валковых мельниц;

- разработать методику определения усилия измельчения в ГВМ с учетом прочности материала;

- установить кинетическую зависимость процесса измельчения в ГВМ;

- разработать методику расчета мощности привода, производительности;

- разработать алгоритм расчета основных конструктивно-технологических параметров ГВМ;

- создать экспериментальную установку ГВМ, разработать план и методику проведения исследований;

- выявить рациональные конструктивные параметры ГВМ и режимы процесса помола.

Научная новизна:

- получении уравнения для определения усилия измельчения с учетом прочности измельчаемого материала и его крупности;

- получении уравнения кинетики процесса измельчения в ГВМ учитывающего крупность исходного и готового продукта в зависимости от кратности циркуляции частиц измельчаемого материала;

- получении уравнений для определения составляющих и суммарной потребляемой мощности привода с учетом физико-механических свойств измельчаемого материала и угла установки мелющего валка;

- получении уравнений регрессии по определению рациональных конструктивно-технологических и энергетических параметров ГВМ.

Практическая значимость работы заключается в создании горизонтальной валковой мельницы новой конструкции (защищенной патентом РФ №2497594 на изобретение [66]) на основе расчетов и экспериментальных данных, а также в определении её рациональных конструктивных и технологических параметров; проведении опытно-промышленных испытаний ГВМ на ООО «Боникс» для совместного измельчения компонентов мраморной декоративной штукатурки на основе мраморной крошки.

Положения выносимые на защиту:

- Аналитические зависимости, определяющие усилия измельчения в горизонтальной валковой мельнице с учетом прочности материала.

- Аналитические зависимости, описывающие кинетику процесса измельчения в горизонтальной валковой мельнице.

- Аналитические зависимости, определяющие мощность, затрачиваемую приводом мельницы; зависимости, определяющие производительность горизонтальной валковой мельницы.

- Алгоритм расчета основных конструктивно-технологических параметров горизонтальной валковой мельницы.

- Результаты экспериментальных исследований в виде уравнений регрессии вида Р, Яоон, q) = /(п, ^пр, Ь1, Ът) и графиков, позволяющих определить оптимальные значения факторов п, ^пр, Ь1, Ь2.

- Новую конструкцию горизонтальной валковой мельницы.

Апробация работы: основные положения и результаты диссертационной работы были представлены на всероссийских и международных научно-технических конференциях в: Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова, г. Белгород, 2010-2015 г.г., в Белорусско-Российском университете, г. Могилев, 2014г., Белорусском национальном техническом университете, г. Минск, 2013-2014г.г., Казанском государственном архитектурно-строительном университете, г. Казань, 2015г., а также на заседаниях кафедры механического оборудования и технологии машиностроения БГТУ имени В.Г. Шухова в 2009 - 2015 г.г.

Личный вклад соискателя. Все разделы диссертационной работы написаны лично автором. Результаты исследований получены им самостоятельно, либо при его непосредственном участии.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Диссертационные исследования соответствуют паспорту специальности 05.02.13 -«Машины, агрегаты и процессы» (строительство и ЖКХ) по областям исследования пп. 1, 5.

Публикации: по результатам исследований опубликовано 10 статей, в том числе 3 статьи в центральных изданиях, рекомендованных ВАК РФ, получен 1 патент РФ на изобретение.

Структура и объем диссертации: диссертация выполнена на 167 страницах машинописного текста, содержит 5 разделов, 79 рисунков, 17 таблиц, 121 источник литературы, 2 приложения.

РАЗДЕЛ 1. СОСТОЯНИЕ И НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ СРЕДЕНЕХОДНЫХ МЕЛЬНИЦ

1.1 Основные ступени совершенствования и направления развития техники и технологии измельчения в среднеходных мельницах

Качественные и количественные характеристики измельчения в основном зависят от измельчителя, поэтому необходим правильный подбор типа аппарата для механической обработки того или иного материала [98]. К тому же свойства каждого материала (прочность, твердость, хрупкость) отличаются друг от друга, это отражается на выборе оптимальной конструкции измельчителя. Сегодня существует большое разнообразие конструкций измельчителей, работающих во многих отраслях производств и с различными материалами.

Уменьшение размера частиц приводит к увеличению их относительной прочности. Это явление объясняется тем, что с уменьшением размера частиц уменьшается и число участков с нарушенной структурой в результате предварительного измельчения [85]. Вследствие этого возникла необходимость повышения интенсивности измельчения материалов. Поставленная цель достигается применением измельчителей раздавливающего и истирающего действия, угловая скорость движения рабочих органов у этих машин достигает 30 рад/с, они характеризуются повышенной скоростью приложения нагрузок и частотой воздействия импульсов сил. В таких машинах измельчение происходит между цилиндрическими, коническими или шарообразными поверхностями роликов или шариков и плоскими или криволинейными поверхностями кольца или стола при их взаимном расположении [13].

Данный тип машин получил название среднеходные мельницы [13], они применяются для тонкого и среднего помола материалов средней и малой прочности (каолин, полевой шпат, магнезит, мел, уголь, известняк, мрамор, клинкер и пр.), исключение составляют бисерные мельницы, в которых возможен и сверхтонкий помол.

К данному типу машин относятся вертикальные и горизонтальные валковые, кольцевые роликовые, шарикокольцевые, роликомаятниковые и бисерные мельницы.

Общим преимуществом всех среднеходных мельниц являются: пониженный удельный расход электроэнергии на размол, равный 16 - 19 кВтч/т (что в 1,5 - 2 раза меньше, чем у ШБМ) [43], компактность их установки и малая удельная скорость изнашивания размольных элементов, составляющая 5,0 - 20 г/т (против 100 - 150 г/т у ШБМ) [95], обладают большей эксплуатационной гибкостью.

Недостатком среднеходных мельниц является большая, чем для других видов мельниц, чувствительность к попаданию вместе с измельчаемым материалом посторонних металлических предметов и твердой породы, что ведет к появлению вибрации [43]. При попадании крупных кусков металла может произойти поломка элементов мельницы. Поэтому в установках с среднеходными мельницами необходима дополнительная установка магнитных сепараторов и других устройств для улавливания металла [43].

Основными параметрами среднеходных мельниц, влияющих на процесс помола, являются скорость движения рабочих поверхностей, и усилие их прижатия, а также количество воздействий на материал за один цикл измельчения.

Помол материалов между помольным столом и валками - один из самых древних известных человечеству способов помола [35]. Основы технологии помола материалов в среднеходных мельницах дошли до наших дней из древнего мира, когда на каменном «помольном столе» круглой формы умещались один или несколько валков, приводимые при помощи рычага. Изначально подобные мельницы нашли свое применение в сельском хозяйстве, где они использовались для помола зерновых. Среднеходные мельницы начали интенсивно использовать в мировой практике в 20-х годах, а в СССР в 30-х годах ХХ века.

Все современные среднеходные мельницы изначально разрабатывались, конструировались и поставлялись для производства пылеугольного топлива. Первый прототип современных среднеходных мельниц был разработан в США -

мельница Махесоп - так называемая «кольцевая роликовая мельница», она не получила там распространения и дальнейшего развития рисунок 1.1 [35, 83].

Рисунок 1.1 Схема мельницы Maxecon

В 1906 году Курт фон Грюбер, Германия, приобрел лицензию на производство этих мельниц и создал свою машиностроительную артель Curt von Grueber Maschinenbauanstalt в которой начал производство мельниц под новым названием Kent [35, 53]. Производительность мельницы по углю достигала 5 т/ч. Изначально готовый продукт покидал ее через выходную течку в нижней части корпуса за счет собственного веса, позже мельница начала работать в режиме воздушного потока, который обеспечивал транспортную функцию.

История появления второй среднеходной мельницы в точности совпадает с первой [35, 116]: лицензия на производство «маятниковой мельницы Раймонд» Raymond-Pendel-Mill рисунок 1.2, разработанной в США, была также приобретена Куртом фон Грюбером совместно с энергетическим концерном BEWAG, Берлин. Производительность мельницы достигала 20 т/ч. Это первая вертикальная мельница, осуществляющая одновременный помол, сушку, а также классификацию материала за счет встроенного статического сепаратора. В дальнейшем с 1930 года лицензию на производство мельниц фирмы Реймонд получила фирма Neuman&Esser, выкупив компанию AachenMehler. Компания Neuman&EsserGmbH и сегодня выпускает мельницы данного типа [116].

Рисунок 1.2 Схема мельницы Каушопё-Репёе1-МШ В 1925 году права на владение машиностроительной артелью Курта фон Грюбера перешли к Эрнсту Курту Леше, и он приступил к разработке принципиально новой конструкции среднеходной мельницы - «вертикальной валковой мельницы» [35, 53, 32]. В 1928 году появилась первая вертикальная валковая мельница под маркой ЬоеБеИе рисунок 1.3, которая уже позволяла одновременно производить помол материала, сушку, сепарацию, перемешивание и транспортировку.

Рисунок 1.3 Схема мельницы ЬоеБеИе На сегодняшний день компания ЬоеБеИе является крупнейшим производителем оборудования для производства цемента. Современная версия мельницы марки ЬоеБеИе имеет модульную систему и новаторский дизайн в виде 2+2 мельницы (имеет парные валки - предварительного и окончательного измельчения) [53]. Конструкцию мельниц данного типа переняли и другие

производители, например, мельницы марки Gebr. Pfeiffer SE типа MVR имеют шесть измельчающих валков [117, 114, 119], в России мельницы типа ТВМ, производит завод ОАО «Тяжмаш» г. Сызрань, имеют два и четыре измельчающих валка [114].

В 1906 году в США Колонелем Фуллером была разработана еще одна среднеходная мельница - «шаровая-вертикальная мельница» рисунок 1.4 [35], лицензия на производство которой была приобретена также немцем Клаудиусом Петерсом и привезена в Германию.

Помол материала в ней происходит между помольными шарами, которые прижимаются к помольному столу прижимной рамой [21, 32]. Данная мельница также комбинировала в себе помол, сушку и одновременную сепарацию материала

Конструкция еще одной известной вертикальной мельницы MPS производства компании Gebruder Pfeiffer, Германия, появилась в 1947 году [117, 114]. Бывший руководитель конструкторского отдела машиностроительной артели Curt von Grueber Макс Берц разработал новую мельницу под своим именем - MB-Muhle рисунок 1.5 [35].

Рисунок 1.4 Схема шаровой вертикальной мельницы

[13].

Рисунок 1.5 Схема мельницы MPC Основная идея этой разработки - уход от наличия рычагов качения в рабочей камере мельницы. Натяжные цилиндры рамы устанавливаются за пределами рабочей камеры мельницы [32]. Компания Gebrüder Pfeiffer приобрела лицензию на производство данной мельницы. По истечении срока действия лицензии главный конструктор компании - Зигфрид Шауер, доработал конструкцию мельницы Макса Берца, и на рынке появился первый прототип современных вертикальных валковых мельниц MPS рисунок 1.6 [121, 32].

Рисунок 1.6 Схема прототипа мельницы MPC Машиностроительные компании, поставляющие комплексные линии по производству цемента, например, Polysius AG (Германия) или FLSmidth (Дания), также имеют на сегодняшний день в своем арсенале поставляемого оборудования

вертикальные валковые мельницы [35], но это уже значительно более поздние разработки или «доработки» приобретенных ранее патентов.

Вертикальные валковые мельницы производятся не только в Европе. В США компанией Combustion Engineering была разработана мельница VR. Японские машиностроительные компании разработали свои конструкции вертикальных валковых мельниц: OK (Onoda), СК (Kawasaki) и мельница IHI [35]. Все мельницы японского производства имеют «европейскую наследственность».

Разновидностью среднеходных мельниц являются «бисерные мельницы», они применяются для получения продуктов ультратонкого помола в жидкой среде перетиранием суспензии материала твердым наполнителем - бисером [87, 40, 21]. В 1873 году Томас и Христиан Нетч основали фабрику Gebruder Netzsch Maschinenfabrik в г. Зельб (Германия) [40]. В 1896 ими была разработана первая бисерная мельница. В то время бисерные мельницы для мокрого и сухого измельчения в основном использовались для обработки сырья, содержащего силикаты, а также в производстве типографских красок. Сегодня они применяются для измельчения материалов: в лакокрасочной, керамической, пищевой, химической, горнодобывающей и других отраслях промышленности [54]. Бисерные мельницы обеспечивают тонину помола от 200 мкм до 6 нм, диапазоны производительности составляют от нескольких граммов до нескольких тонн в час [87].

Рисунок 1.7 Бисерная мельница Netzsch KE 01

Она представляет собой цилиндрический сосуд с одним или несколькими перемешивающими роторами рисунок 1.7. Мельница заполнена бисером из специальных сортов стекла на 50-60% объема [23]. Для помола камера по всему объему заполняется суспензией размалываемого порошка. Ротор мельницы при вращении приводит в движение бисер, который в свою очередь перетирает частицы материала.

Цементное отделение фирмы «ФСБ С.А.» во Франции разработало собственную конструкцию среднеходной мельницы - горизонтальную валковую мельницу «НогошШ» [73, 108, 102, 88]. В ней используется способ измельчения путем сжатия слоя материала. Проектирование и строительство установки началось в 1990 году. Мельница подходит для окончательного помола цемента, помола сырьевых материалов, а также влажных материалов. Мельница состоит из горизонтального короткого вращающегося корпуса и внутреннего горизонтального свободно вращающегося вала.

Рисунок 1.8 Горизонтальная валковая мельница «НогошШ» Горизонтальные мельницы обладают теми же преимуществами что и вертикальные мельницы, но процесс получается более сложным [95, 110]. Измельчаемый материал циркулирует по внешнему контуру. Центробежные силы в мельнице формируют слой измельчаемого материала. Добавки для измельчения используются в редких случаях, а впрыск воды вообще не требуется.

Сегодня продолжаются исследования процессов измельчения, ведутся работы по конструированию машин новых типов. Цель этих исследований заключается в нахождении способов уменьшения себестоимости готовой продукции за счет уменьшения удельных затрат электроэнергии, уменьшения металлоемкости, увеличения долговечности рабочих органов машин, за счет использования новых износостойких материалов, повышения удобства эксплуатации и ремонта.

В настоящее время совершенствование измельчительной техники ведется в направлении повышения ее производительности и снижения энергоемкости. Это достижимо за счет применения механизмов разрушения включающих суммарное воздействие раздавливающих, ударных, раскалывающих, изламывающих и истирающих нагрузок.

Развитие техники усложняет задачу классификации машин и механизмов. В настоящее время не существует полной единой классификации измельчающих машин.

Классификация среднеходных мельниц приведена на рисунке 1.9.

Среднеходные мельницы подразделяются

По среде помола

сухая влажная мокрая

По способу измельчения

раздавливание истирание комбинированный

По рабочей поверхности

цилиндрической конической шарообразной

По рабочим органам

ролики (валки) шарики

кольцо стол

По расположению оси

вертикальные горизонтальные

По количеству рабочих органов (роликов, шариков)

с одним с двумя и более

По виду прижимающего привода

пружинный гидравлический

Рисунок 1.9 Классификация среднеходных мельниц

1.2 Анализ конструкций среднеходных барабанно-валковых мельниц и пути их дальнейшего совершенствования

Рассмотрим наиболее характерные конструкции барабанно-валковых мельниц:

Конструкция валковой мельницы, описанная в А.С. СССР №412936, МПК В02С15/06, 1974 [6], схематично изображена на рисунке 1.10.

Валковая мельница состоит из следующих элементов: помольного барабана 1, валков 2, установленных внутри барабана, подшипников 3 вращения валков, пружинного блока 4, привода 5 вращения валков, привода 6 вращения барабана, вибраторов 7 направленного действия, сообщающих валкам колебания с частотой, несинхронной их вращению, поворотных рам 8, подшипников 9 качательного движения рам, выгружающего устройства 10, кожуха 11 с загрузочным 12 и выгрузочным 13 патрубками.

Рисунок 1.10 Конструкция валковой мельницы (А.С. №412936) 1 - помольный барабан, 2 - валки, 3 - подшипники, 4 - пружинный блок, 5 - привод вращения валков, 6 - привод вращения барабана, 7 - вибраторы, 8 - поворотные рамы, 9 - подшипники, 10 - выгружающее устройство, 11 - кожух, 12 - загрузочный патрубок, 13 - выгрузочный патрубок

Авторы данной конструкции машин утверждают, что под каждым валком происходит размол материала, подготовленного по фракционному составу: под ближайший, попадает более крупный материал, под следующий — более мелкий, прошедший предварительный размол под предыдущим. Поэтапное прохождение материала под валками усиливает эффективность разрушающего действия вибрации.

Недостатком этой мельницы является сложность конструкции, соответственно низкая надежность и сложность настройки.

Еще одна конструкция валковой мельницы [7, 49], описана в А.С. СССР №919731, МПК В02С15/16, 1982. На рисунке 1.11 приведена схема машины, общий вид и вид сбоку.

Рисунок 1.11 Конструкция валковой мельницы (А.С. №919731) 1 - полый цилиндр, 2 - ролик, 3 - рама, 4 - рабочий валок, 5 - чистик, 6 - разгрузочное устройство, 7 - загрузочное устройство, 8 - боковины, 9 - стенка, 10 - кожух, 11 - электродвигатель, 12 - муфта, 13 - лоток, 14 - выгрузной рукав Представленная измельчающая машина состоит из вращающегося полого цилиндра 1, установленного на роликах 2, смонтированных на раме 3. Внутри цилиндра установлены рабочий валок 4 с ребордами, чистик 5 с разгрузочным устройством 6 и загрузочное устройство 7, состоящее из двух неподвижных боковин 8, закрытых специальной стенкой 9 спереди и с нижней части кожухом 10.

В нижней части загрузочного устройства 7 на осях закреплены регулируемые направляющие. Рамки поводков направляющих соединяются с хомутами. Боковины 8 загрузочного устройства 7 фиксируются с помощью трех стяжек. Цилиндр 1 приводится во вращение от электродвигателя 11 через муфту 12 и ведущий опорный ролик 2, а рабочий валок 4 - от цилиндра 1.

Машина работает следующим образом: при достижении рабочего числа оборотов мельницы в загрузочное устройство 7 по лотку 13 подается материал. Материал равномерно распределяется вдоль рабочего зазора по секциям. Захваченный цилиндром и рабочим валком материал сжимается и измельчается. Измельченный материал поднимается до чистика 5, счищается с внутренней поверхности цилиндра и выгружается через выгрузной рукав 14.

Авторы данной конструкции машин утверждают, что использование предлагаемого изобретения позволяет обеспечить снижение энергоемкости и повышение производительности.

К недостаткам данной конструкции можно отнести то, что материал за время нахождения в мельнице проходит один цикл измельчения.

Еще одна конструкция валковой мельницы, описана в патенте РФ ЯИ 2005541 С1, МПК В02С15/16, В02С17/10 1994 [57]. На рисунке 1.12 приведена схема машины, общий вид и разрез.

Представленная мельница состоит из кольца 1 с внутренней конической поверхностью, установленного на роликовых опорах 2 и эксцентрично расположенного валка 3, загрузочного 4 и разгрузочного 5 узлов. Загрузочный узел 4 снабжен желобом 6 с выпускной щелью 7, увеличивающейся в направлении раскрытия конуса валка. В желобе 6 размещается устройство для перемещения исходных материалов вдоль его оси (например, шнек 8 с приводом 9). Привод валка 3 осуществляется от мотора 10 через редуктор 11. Привод кольца 1 производится от валка 1 с помощью зубчатой передачи с внутренним зацеплением, при этом шестерня 12 соединена с валком 3, а зубчатый венец 13 нарезан на внутренней поверхности кольца 1.

Рисунок 1.12 Конструкция измельчителя (патент RU 2005541 C1) 1 - кольцо, 2 - роликовая опора, 3 - валок, 4 - загрузочный узел, 5 - разгрузочный узел, 6 - желоб, 7 - выпускная щель, 8 - шнек, 9 - привод, 10 - мотор, 11 - редуктор Мельница работает следующим образом: материал подается в бункер 4 загрузочного узла далее попадает в желоб 6, продвигаясь по которому проваливаются через выпускную щель 7 на коническую поверхность вращающегося валка 3, сбрасываются в полость между наружной поверхностью валка 3 и внутренней поверхностью кольца 1, где под воздействием сил трения они втягиваются в уменьшающееся по высоте пространство, дробятся и выходят из зоны сжатия. Продолжая движение вместе со стенкой кольца 1, измельченные материалы совершая зигзагообразное движение выдаются на разгрузочный узел 5.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Романенко Владимир Сергеевич, 2015 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Адлер, Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю. П. Адлер, Е. В. Маркова, Ю. В. Грановский. - М.: Наука, 1976. - 289 с.

2. Аккерман, Ю. Э. Справочник по обогащению руд / Ю. Э. Аккерман, Г. Б. Букаты, Б. В. Кщевальтер и др. - М.: Недра. - 1982. - 367 с.

3. Андреев, С. Е. Закономерности измельчения и исчисление характеристик гранулометрического состава / С. Е. Андреев, В. В. Товаров, В. А. Перов. -М.: Металлургиздат, 1959 - 427 с.

4. Андреев, С. Е. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых / С. Е. Андреев, В. А. Перов, В. В. Зверевич. - М.: Недра, 1980. - 415 с.

5. Артоболевский, И. И. Теория механизмов и машин: учебник для втузов. 4-е изд. перераб. и доп. / И. И. Артоболевский. - М.: Наука, 1988. - 640 с.

6. А. с. 412936 СССР. Валковая мельница / П. И. Киселев, Е. И. Бялик, М. М. Кулаков, В. М. Петров, В. Н. Гудков, С. А. Кузнецова, П. Р. Сизин. - Опубл. 30.1.74. Бюл. № 4. - 3 с.

7. А. с. 919731 СССР. Вальцовая мельница / С. В. Мельников, С. Ф. Колесников, А. А. Сундеев. - Опубл. 15.04.82. Бюл. № 14. - 4 с.

8. Афонин, В. К. Металлы и сплавы: справочник / В. К. Афонин, Б. С. Ермаков, Е. Л. Лебедев и др. - СПб.: НПО «Профессионал», 2003. - 354 с.

9. Ахназарова, С. Л. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии: Учеб. пособие / С. Л. Ахназарова, В. В. Кафаров. - М.: Высшая школа, 1985. - 327 с.

10. Ачеркан, Н. С. Детали машин. Расчет и конструирование: справочник, т.1 / Н. С. Ачеркан, И. А. Биргер, Л. С. Борович и др. - М.: Машиностроение, 1968. - 440 с.

11. Бардовский, А. Д. Горные машины и оборудование: Учебное пособие / А. Д. Бардовский, Ю. В. Дмитрак. - М.: МГГУ, 2002. -100 с.

12. Барский, М. Ф. Фракционирование порошков / М. Ф. Барский. - М.: Недра, 1980. - 327 с.

13. Бауман, В. А. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций: Учебник для строительных вузов / В. А. Бауман, Б. В. Клушанцев, В. Д. Мартынов. - М.: Машиностроение. - 1981. -324 с.

14. Беренс, В. Руководство по оценке эффективности инвестиций: пер. с англ. перераб. и дополн. изд. / В. Беренс, П. М. Хавранек. - М.: АОЗТ «Интерэксперт», «ИНФРА-М», 1995. - 528 с.

15. Боганов А. И. Механическое оборудование цементных заводов / А. И. Боганов - М.: МАШГИЗ, 1961. - 384 с.

16. Богданов, О.С. Справочник по обогащению руд: подготовительные процессы / О. С. Богданов, В. А. Олевский, И. К. Акиншин, Н. Т. Бащенко и др. - М.: Недра. - 1982. - 367 с.

17. Болотских, Н. С. Назначение параметров рабочего режима барабанно-валкового агрегата для активации шлаков / Н. С. Болотских, Г. Д. Федоров,

A. Г. Савченко, А. Ю. Крот и др. // Вестник национального технического университета «ХПИ». Тематический выпуск «Химия, химическая технология и экология». - Харьков: НТУ «ХПИ», 2002. - № 9, ч.1. - С. 10 - 15.

18. Болотских, Н. С. Рациональные режимы активации металлургических шлаков в агрегате барабанно-валкового типа / Н. С. Болотских, Г. Д. Федоров, А. Г. Савченко, А. Ю. Крот и др. // Вестник БГТУ им.

B.Г. Шухова. - Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2003. - №6, ч.3. -

C. 259 - 261.

19. Болтон, У. Конструкционные материалы металлы, сплавы, полимеры, керамика, композиты: карманный справочник. Пер. с англ. / У. Болтон. - М.: Издательство «Додека-ХХ1», 2004. - 320 с.

20. Бонд, Ф. С. Законы дробления / Труды Европейского совещания по измельчению. - М.: Стройиздат. - 1966. - 195 с.

21. Борщев, В. Я. Оборудование для переработки сыпучих материалов: учебное пособие / В. Я. Борщев, Ю. И. Гусев, М. А. Промтов, А. С. Тимонин. - М.: «Издательство Машиностроение-1». - 2006. - 208 с.

22. Брошюра Fives FCB. Движущая сила прогресса. Мельница для помола цемента Horomill [Электронный ресурс] / Компания «Fives FCB». - Режим доступа: http://www.fivesgroup.com/ru/Expertise/Documents/Fives_FCB/ Fives_FCB_Brochures_Horomill.pdf, свободный. (Дата обращения: 30.03.2009

г.).

23. Генералов, М. Б. Машины и аппараты химических и нефтехимических производств. В 40 томах. Том IV-12 / М. Б. Генералов, В. П. Александров, В. В. Алексеев и др. - М.: Машиностроение, 2004. - 832 с.

24. ГОСТ 310.2 - 76. Цементы. Методы определения тонкости помола. - М.: Изд-во стандартов, 1978. - 3 с.

25. ГОСТ 6613 - 86. Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. Технические условия. - Взамен ГОСТ 3584 - 73, ГОСТ 6613-73; Введ. 21.09.86. - М.: Изд-во стандартов, 1988. - 12 с.

26. ГОСТ 13765 - 86. Пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения из стали круглого сечения. Обозначение параметров, методика определения размеров. - Введ. 01.07.88. - М.: Изд-во стандартов, 1986. - 17 с.

27. ГОСТ 21119.4 - 75. Общие методы испытаний пигментов и наполнителей. Методы определения остатка на сите. - Взамен ГОСТ 9390 - 60; Введ. 01.01.77. - М.: Изд-во стандартов, 1977. - 10 с.

28. ГОСТ 30744 - 2001. Цементы. Методы испытаний с использованием полифракционного песка. - М.: ЗАО «Концерн Цемент» «Цемискон» ОАО «НИИ ЦЕМЕНТ», 2002. - 20 с.

29. ГОСТ 31356 - 2007. Смеси сухие строительные на цементном вяжущем. Методы испытаний. - Введ. 01.01.2009. - М.: Изд-во стандартов, 2008. - 26 с.

30. Дамдинова, Д. Р. Машины и оборудование для измельчения и сортировки строительных материалов: учебное пособие / Д. Р. Дамдинова, В. Г. Дондуков. - Улан-Удэ.: Изд-во ВСГТУ. - 2004. - 125 с.

31. Дешко, Ю. И. Измельчение материалов в цементной промышленности / Ю. И. Дешко, М. Б. Креймер, Г. С. Крыхтин. - М.: Изд-во литературы по строительству. - 1966. - 273 с.

32. Дуда В. Цемент / В. Дуда; Пер. с нем. Е. Ш. Фельдмана; Под ред. Б. Э. Юдовича. - М.: Стройиздат. - 1981. - 464 с.

33. Евменова, Г. Л. Дробление, измельчение и подготовка сырья к обогащению: пособие по курсовому проектированию / Г. Л. Евменова, Г. В. Иванов, А. А. Байченко. - Кемерово: ГУ КузГТУ, 2005. - 96 с.

34. Еремин, Н. Ф. Процессы и аппараты в технологии строительных материалов / Н. Ф. Еремин. - М.: Высшая школа, 1986. - 280 с.

35. Злобин, И. Вертикальные валковые мельницы. История развития / И. Злобин // Цемент и его применение. - 2012. - № 1. - С. 177 - 179.

36. Ивоботенко, Б. А. Планирование эксперимента в электромеханике / Б. А. Ивоботенко, Н. Ф. Ильинский, И. П. Копылов. - М.: Энергия, 1975. -184 с.

37. Казаков, Ю. Б. Методы планирования эксперимента: Курс занятий по предмету «Методы планирования эксперимента» / Б. Ю. Казаков. - Иваново: Иванов. гос. энергетический ун-т, 2001. - 40 с.

38. Каминский, А. Д. Основы теории помола в многотрубной шаровой мельнице / А. Д. Каминский, B. C. Колесов // Цемент, 1979.- №4 - С.12-14.

39. Касаткин, А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов / А. Г. Касаткин. - М.: Химия. - 1973. - 752 с.

40. Компания NETZSCH-Feinmahltechnik GmbH, Зельб Германия. История компании [Электронный ресурс] / Компания «NETZSCH». - Режим доступа: http://www.netzsch.ru/o-kompanii/istorija-kompanii.html, свободный. (Дата обращения: 19.11.2014 г.).

41. Красовский, Г. И. Планирование эксперимента / Г. И. Красовский, Г. Ф. Филаретов. - Минск.: Изд-во БГУ, 1982. - 302 с.

42. Лесин, А. Д. Элементы теории и методика расчета основных параметров вибромельниц / А. Д. Лесин. - М.: Промстройиздат. - 1957. - 115 с.

43. Летин, Л. А. Среднеходные и тихоходные мельницы / Л. А. Летин, К. Ф. Роддатис. - М.: Энергоиздат. - 1981. - 360 с.

44. Лешерф, П. Компания FIVES FCB проектируем сегодня заводы будущего / П. Лешерф // Цемент и его применение. - 2008. - № 5. - С. 33.

45. Линч, А. Дж. Циклы дробления и измельчения. Моделирование, оптимизация, проектирование и управление / А. Дж. Линч пер. с англ. - М.: Недра. - 1981. - 343с.

46. Мелкумов, Я. С. Экономическая оценка эффективности инвестиций / Я. С. Мелкумов. - М.: ИКЦ "ДИС", 1997. - 160 с.

47. Мельница барабанно-валковая 2400/2100 [Электронный ресурс] / Компания ООО «Инжиниринговый центр промышленных инноваций». - Режим доступа: http://www.sprcenter.net/index.php/product/mbv, свободный. (Дата обращения: 5.04.2009 г.).

48. Мельница валковая типа ТВМ [Электронный ресурс] / Компания ОАО «ТЯЖМАШ». - Режим доступа: http://www.tyazhmash.com/products/ powerhouse/mill-roller-tvm/, свободный. (Дата обращения: 2.12.2014 г.).

49. Михайленко, Д. В. Новая конструкция барабанно-валковой машины / Д. В. Михайленко, А. Ю. Крот // Материалы студенческой научной конференции. - Харьков: ХДТУБА, 2008. - С. 88 - 89.

50. Налимов, В. В. Теория эксперимента / В. В. Налимов. - М.: Наука. - 1971. -208 с.

51. Непомнящий, Е. А. Кинетика измельчения / Е. А. Непомнящий // Теоретические основы химической технологии. - 1977. - т.11, №3. - С. 477480.

52. Никитина, Е. А. Методические указания к выполнению экономической части выпускной квалификационной работы для студентов специальности 270101 / Е. А. Никитина, Л. И. Ярмоленко, Н. А. Демура, Г. А. Петровская. -Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2009. - 22 с.

53. Оборудование для помола цемента и вертикальные мельницы. История компании Лёше (Loesche). [Электронный ресурс] / Библиотека строителя и

технолога строительных материалов «ПроСтойМат». - Режим доступа: http://prostroymat.ru/content/loesche-oborudovanie-dlya-pomola-cementa-i-vertikalnye-melnicy.html, свободный. (Дата обращения: 10.11.2014 г.).

54. Оборудование и технологические установки для обработки и измельчения сухим или жидким методом [Электронный ресурс] / Компания «КЕТ/БСИ».

- Режим доступа: http://www.netzsch-grinding.com/ru/produkty-reshenija.html, свободный. (Дата обращения: 19.11.2014 г.).

55. Олевский, В.А. Размольное оборудование обогатительных фабрик / В. А. Олевский. - М.: Госгортехиздат. - 1963. - 448 с.

56. Павлов, Я. М. Детали машин / Я. М. Павлов. - М.: Машиностроение, 1969. -448 с.

57. Пат. 2005541 РФ, МПК В02С15/16, В02С17/10. Измельчитель / Г. М. Барахтенко, Ю. С. Зыков, В. Д. Бызов. - Опубл. 15.01.1994. Бюл. № 33.

- 5 с.

58. Пат. 2040968 РФ, МПК В02С15/16, В02С15/06, В02С17/10. Способ помола материала и мельница для его осуществления / Р. Дюринк, А. Кордоннье, Б. Буссекей, И. Вербаер. - Опубл. 09.08.1995. Бюл. № 33. - 8 с.

59. Пат. 2113281 РФ, МПК В02С15/06. Кольцевая роликовая мельница / Я. Фольсберг. - Опубл. 20.06.1998. Бюл. № 3. - 5 с.

60. Пат. 2140821 РФ, МПК В02С15/06. Способ измельчения материала в кольцевой роликовой мельнице / Я. Фольсберг. - Опубл. 10.11.1999. Бюл. № 3. - 5 с.

61. Пат. 2176551 РФ, МПК В02С15/06. Способ влажного дробления и устройство для его реализации (варианты) / Р. Эврар, А. Кордоннье, Б. Гошеран. - Опубл. 10.12.2001. Бюл. № 3. - 8 с.

62. Пат. 2176552 РФ, МПК В02С15/06. Мельница / Ф. Шевалье, А. Кордоннье, Ф. Лагаш, К. Обри. - Опубл. 10.12.2001. Бюл. № 3. - 4 с.

63. Пат. 2179888 РФ, МПК В02С15/06. Устройство для поступательной подачи материала для дробилки / Ф. Шевалье, А. Кордоннье, Ф. Лагаш, К. Обри. -Опубл. 27.02.2002. Бюл. № 3. - 4 с.

64. Пат. 2182040 РФ, МПК В02С15/06. Дробилка / Ф. Шевалье, А. Кордоннье, Ф. Лагаш, К. Обри. - Опубл. 10.05.2002. Бюл. № 3. - 8 с.

65. Пат. 2345838 РФ, МПК В02С15/10. Способ измельчения материала и устройство для его осуществления / Е. Д. Верич, Ю. С. Егошин, И. Ю. Постников, А. П. Темрюков. - Опубл. 10.02.2009. Бюл. № 3. - 6 с.

66. Пат. 2497594 РФ, МПК В02С17/10. Горизонтальная валковая мельница / В. С. Богданов, В. С. Романенко. - Опубл. 10.11.2013. Бюл. № 31. - 6 с.

67. Перель, Л. Я. Подшипники качения. Расчет, проектирование и обслуживание опор: Справочник / Л. Я. Перель, А. А. Филатов. - М.: Машиностроение, 1992. - 608 с.

68. Перов, В. А. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых / В. А. Перов, Е. Е. Андреев, Л. Ф. Биленко. - М.: Недра, 1990. - 301 с.

69. Пироцкий, В. З. Технологические системы измельчения (ТСИ) клинкера: характеристики и энергоэффективность / В. З. Пироцкий, В. С. Богданов // Цемент и его применение. - 1998. - № 6. - С. 12 - 16.

70. Пироцкий, В. З. Цементные мельницы: технологическая оптимизация / В. З. Пироцкий. - СПб.: Издательство Центра профессионального обновления «Информатизация образования», 1999. - 145 с.

71. Праведников, В. И. Экспериментальные исследования барабанно валковых машин для активации бетонных смесей / В. И. Праведников, Д. В. Супряга, А. Г. Савченко, А. Ю. Крот // Вестник национального технического университета «ХПИ». Тематический выпуск «Химия, химическая технология и экология». - Харьков: НТУ «ХПИ», 2004. - № 40. - С. 56 - 62.

72. Праведников, В. И. Механическая переработка в машине барабанно-валкового типа мелкозернистых бетонных смесей с целью повышения их качества / В. И. Праведников, Д. В. Супряга, С. О. Сидоренко, А. Г. Савченко и др. // Научный вестник строительства. - Харьков: ХДТУБА, ХОТВ АБУ, 2004. - № 25. - С. 229 - 236.

73. Программа «Терми». Финансовая поддержка Европы для освоения новых технологий в области цементной промышленности. Часть 2. Проекты по

программе «Терми» связанные с высокоэффективными системами помола // Цемент. 1997. - № 3. - С. 10 - 13.

74. Пронин, Б. А. Бесступенчатые клиноременные и фрикционные передачи, вариаторы / Б. А. Пронин, Г. А. Ревков. - М.: Машиностроение, 1980. - 320 с.

75. Разумов, К. А. Новое уравнение кинетики измельчения и анализ работы мельницы в замкнутом цикле / К. А. Разумов, В. А. Перов, В. В. Зверевич // Цветная металлургия, 1969.- №3 - С. 3 - 15.

76. РД 31.11.21.26-96 Руководящие документы. Правила безопасности морской перевозки гранита и мрамора в плитах и глыбах // Срок введения в действие 1.04.97. - 6 с.

77. Решетов, Д. Н. Детали машин: Учеб. для вузов / Д. Н. Решетов. - М.: Машиностроение, 1989. - 469 с.

78. Ромадин, В. П. Пылеприготовление / В. П. Ромадин. - Ленинград: ГЭИ, 1953.

- 519 с.

79. Ромадин, В. П. Пылеприготовление и пылесжигание / В. П. Ромадин. -Ленинград: Главная редакция энергетической литературы, 1936.

80. Рощин, Г. И. Детали машин и основы конструирования: Учеб. для вузов / Г. И. Рощин, Е. А. Самойлов, Н. А. Алексеева и др. - М.: Дрофа, 2006. - 415 с.

81. Рундквист, В. А. Общая форма законов дробления / В. А. Рундквист // НТБ Механобра. - 1956. - № 2. - С. 23 - 27.

82. Савченко, А. Г. Исследование взаимодействия валка со слоем шлака / А. Г. Савченко, А. Ю. Крот, В. И. Волков, М. А. Шабад // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2003. - №6, ч.3.

- С. 350 - 352.

83. Сапожников, М. Я. Справочник по оборудованию заводов строительных материалов / М. Я. Сапожников, Н. Е. Дроздов. - М.: Стройиздат, 1969. - 489 с.

84. Саутин, С. Н. Планирование эксперимента в химии и химической технологии / С. Н. Саутин. - Ленинград: Химия, 1975. - 48 с.

85. Сергеев, В. П. Строительные машины и оборудование: Учебник для вузов по специальности «Строительные машины и оборудование» / В. П. Сергеев. -М.: Высшая школа - 1987. - 376 с.

86. Серго, Е. Е. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых: Учебник для вузов / Е. Е. Серго. - М.: Недра. - 1985. - 285 с.

87. Сиденко, П. М. Измельчение в химической промышленности / П. М. Сиденко. - М.: Химия. - 1977. - 368 с.

88. Скобло, Л. И. Дайджест по материалам журналов 7ешеп1;-Ка1к-01рв № 2, № 3, № 4, № 6 / Л. И. Скобло // Цемент и его применение. - 1996. - № 4. -С. 45 - 47.

89. Скобло, Л. И. Дайджест по материалам журналов 7ешеп1-Ка1к-01рБ № 12 1996г. и № 3, № 4 1997г. / Л. И. Скобло // Цемент и его применение. - 1997. - № 3. - С. 41 - 43.

90. Спиридонов, А. А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов / А. А. Спиридонов. - М.: Машиностроение, 1981. - 184 с.

91. Столярова, В. А. Методические указания к выполнению экономической части выпускной квалификационной работы для студентов специальности 171600 / В. А. Столярова, А. В. Бугрым, Л. И. Ярмоленко. - Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2005. - 25 с.

92. Столярова, В. А. Экономическая оценка инвестиций: методические указания / В. А. Столярова. - Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 2002. - 42 с.

93. Тюняев, А. В. Детали машин: Учебник. 2-е изд., испр. и доп. / А. В. Тюняев, В. П. Звездаков, В. А. Вагнер. - СПб.: Издательство «Лань», 2013. - 736 с.

94. Фальцман, В. К. Оценка инвестиционных проектов и предприятий / В. К. Фальцман. - М.: ТЕИС, 1999. - 56 с.

95. Хардер, Й. Развитие одноэтапных процессов измельчения в цементной промышленности / Й. Хардер // Цемент. Известь. Гипс. - 2006. - №1. - С. 24 -38.

96. Хартман, К. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов. Пер. с нем. / К. Хартман, Э. Лецкий, В. Шефер и др. - М.: Изд-во МИР, 1977. - 314 с.

97. Хикс, Ч. Основные принципы планирования эксперимента. Пер. с англ. / Ч. Хикс. - М.: Изд-во МИР, 1967. - 406 с.

98. Ходаков, Г. С. Тонкое измельчение строительных материалов / Г. С. Ходаков. - М.: Издательство литературы по строительству. - 1972. - 240 с.

99. Ходаков, Г. С. Физика измельчения / Г. С. Ходаков. - М.: Наука. - 1972. -308 с.

100. Шинкоренко, С. Ф. Справочник по обогащению руд черных металлов / С. Ф. Шинкоренко, Е. П. Белецкий, А. А. Ширяев. - М.: Недра. - 1980. - 527 с.

101. Шубин, И. Н. Сыпучие материалы и их свойства: Учеб. пособие / И. Н. Шубин, М. М. Свиридов, В. П. Таров - Тамбов: Изд-во тамб. гос. техн. ун-та, 2005. - 76 с.

102. Эдет, Э. Помольная установка Horomill / Э. Эдет // Цемент и его применение. - 2012. - № 1. - С. 188 - 191.

103. Эдет, Э. Поставка Twin Horomill на цементный завод во Вьетнаме / Э. Эдет // Цемент и его применение. - 2008. - № 6. - С. 58 - 62.

104. Яблонский, А. А. Курс теоретической механики: Учебник для техн.

вузов / А. А. Яблонский, В. М. Никифорова. - СПб.: Издательство «Лань», 2001. - 768 с.

105. Яворский, Б. М. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов / Б. М. Яворский, А. А. Детлаф. - М.: Наука. - 1964. - 848 с.

106. Ярмоленко, Л. И. Экономика предприятия: Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов специализации 171603 / Л. И. Ярмоленко. - Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 2000. - 18 с.

107. 200 years of industrial progress. The Fives FCB Horomill workshop. Case study for grinding plants in the Philippines. CemTech Asia 2014, Kuala Lumpur. [Электронный ресурс] / CemTech Conferences Events App. - Режим доступа:

http://app.cemtech.com/docs/sessions/, свободный. (Дата обращения: 12.11.2014 г.).

108. Brunelli, V. Ingegneria progetti automazione / V. Brunelli // International cement Review. - 2001. - Р. 25 - 31.

109. Cordonnier, A. A new grinding process Horomill. FCB, CRCM Centre de Recherches Cimenterie et Mineralurgie, Lille, France / A. Cordonnier // FCB CRCM 8th European Symposium on Comminution, Stockholm, Sweden, May 1994. - 1994. - Р. 1 - 8.

110. De La Fouchardiere, R. Betriebserfahrungen mit der Horomill fuer die Zementmahlung / R. De La Fouchardiere // ZKG International. - 2003. - №3. - Р. 44 - 49.

111. Edet, E. 20 years of the Horomill / E. Edet // Cement International. - 2013.

- №4. - Р. 76 - 81.

112. Edet, E. Twin Power: the grinding plant at Cam Pha Cement, Vietnam, to illustrate the benefits of the Horomill / E. Edet // World Cement. - 2008. - №12.

113. Harder, J. Grinding Trends in the Cement Industry / J. Harder // ZKG International. - 2010. - №4. - Р. 46 - 58.

114. Hoffmann, D. The MVR vertical roller mill plus MultiDrive - a successful combination / D. Hoffmann, Y. Reichardt, K. Schutte // Cement International. -2011. - №2. - Р. 44 - 49.

115. Kick, F. Das Gescrtz, der Proportionalen Widerstande und seine Anwendungen / F. Kick. - Leipzig. - 1885.

116. Neuman&Esser GmbH Maschinery: История компании. [Электронный ресурс] / Neuman&Esser Maschinery (Нойман Эссер) Россия. - Режим доступа: http://nea-m.ru/history.html, свободный. (Дата обращения: 17.11.2014 г.).

117. Reichardt, Y. The new Pfeiffer roller mill MVR: reliable grinding technology for high throughput rates / Y. Reichardt // ZKG International. - 2010.

- №11. - Р. 40 - 45.

118. Rittenger, P. R. Lehrbuch der Aufbereitungskunde / Rittenger P.R. - Berlin.

- 1867.

119. Schnatz, R. Operational experience from India's first MVR vertical roller mill for cement grinding / R. Schnatz, C. Woywadt, V. Jain // Cement International.

- 2013. - №5. - P. 46 - 53.

120. Svenson, J. Program Mineral dressing / J. Svenson, J. Murkes. - Stockholm.

- 1958.

121. Woywadt, C. MPS: more than meets the eye / C. Woywadt, R. Sonnen // Cement International review. - 2012. - №11. - P. 44 - 49.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

09)

ки11 2 497 594 " С1

(13)

О

■ч-ст ю

СТ> Т1-

см

(51) МПК

в02с 17/10 (2006.01)

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

02) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

(21X22) Заявка: 2012124124/13, 08.06.2012

(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 08.06.2012

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 08.06.2012

(45) Опубликовано: 10.11.2013 Бюл. № 31

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: 1Щ 2040968 С1, 09.08.1995. ви 1512655 А1, 07.10.1989. ИЗ 6179233 В1, 30.01.2001. Ш 1577376 А, 16.03Л926.1Р 10244177 А, 14.09.1998.

Адрес для переписки:

308012, г.Белгород, ул. Костюкова, 46, БГТУ им. В.Г. Шухова, отдел создания и оценки объектов интеллектуальной собственности

(72) Автор(ы):

Богданов Василий Степанович (1111), Романенко Владимир Сергеевич (ШЛ)

(73) Патентообладатель^):

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г, Шухова" 0Ш)

(54) ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ ВАЛКОВАЯ МЕЛЬНИЦА

(57) Реферат:

Устройство для измельчения материала относится к барабанно-валковым мельницам, может быть использовано, в частности, в промышленности строительных материалов, энергетической, химической, пищевой и др. отраслях промышленности. Мельница содержит полый цилиндрический корпус 1. установленный на роликовых опорах 2, валки 7 и 8, размещенные внутри корпуса 1 и выполненные с разными диаметрами,

устройство для прижатия валков к корпусу 1 и устройство для шаговой подачи материала. Устройство для шаговой подачи материала совмещает в себе загрузочное, сбрасывающее, перенаправляющее и разгрузочное устройства, выполнено в виде короба 1 \ с расположенными внутри направляющими 12, сдвигающими материал, и скребка 14. Мельница позволяет повысить эффективность процесса измельчения материала и упростить конструкцию. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

73 С

14) СО

-VI

СП (О

О

£

RUSSIAN FEDERATION

(19)

RU U) 2 497 594 C1

(13)

O

Tf

o

If) h-OÎ

CM

(51) Int. CI. b02c 17/10

(2006.01 )

FEDERAL SERVICE FOR INTELLECTUAL PROPERTY

(12) ABSTRACT OF INVENTION

(21)(22) Application: 2012124124/13, 08.06.2012 (72) Inventor(s):

(24) Effective date for property rights: Bogdanov Vasilij Stepanovich (RU),

Romanenko Vladimir Sergeevich (RU)

08.06.2012

Priority: (73) Proprietor(s):

Federal'noe gosudarstvennoe bjudzhctnoe

(22) Date of filing: 08.06.2012 obrazovalel'noe uehrezhdcnie vysshego

(45) Date of publication: 10.11.2013 Bull. 31 professional'nogo obrazovanija "Bdgorodskij

gositdarstvennyj tekhnologicheskij universitet

Mail address: im. V.G. Shukhova" (RU)

308012, g.Bdgorod, uL Kostjukova, 46, BCTU im.

V.G. Shukhova, otdel sozdanija i otsenki ob"ektov

intellcktual'noj sobstvennosti

(54) HORIZONTAL ROLL MILL

(57) Abstract:

FIELD: process engineering. SUBSTANCE: invention relates to drum-roller mills and may be used in construction, power engineering, chemical and food industries etc. Proposed mill comprises hollow cylindrical housing I mounted at roller bearings 2. different-diameter rolls 7, 8 arranged there inside, device to press said rolls to said housing 1 and materia! stepwise feeder. Said feeder combines loading device, tripping device, redirecting device and unloading device and is composed of a box 1 I with displacing guides 12 and scraper 14.

EFFECT: higher efficiency of mixing, simplified design.

2 cl. 2 dwg

ZJ c

IO

(O -J

in

(D

o

D

q:

Op.: 3

Изобретение относится к технике измельчения материала в барабанно-валковых мельницах и может быть использовано в промышленности строительных материалов, энергетической, химической, пищевой и др. отраслях промышленности.

Известно устройство для измельчения материала [A.C. СССР №919731, МПК В02С 15/16, 1982], выбранное в качестве прототипа. Устройство содержит полый цилиндрический корпус, установленный на роликовых опорах, эксцентрично расположенный валок, очистной скребок, загрузочный и разгрузочный узлы, загрузочный узел снабжен распределительным устройством, расположенным в кожухе ю над валком и выполненным в виде направляющих, установленных на осях с

возможностью регулирования зазора между ними, каждая пара которых образует секцию.

Недостатком этого устройства является низкая эффективность и сложность настройки.

Наиболее близким техническим решением по достигаемому результату является устройство для измельчения материала [патент Российской Федерации №2040968, МПК В02С 17/10; В02С 15/06; В02С 15/16, 1995], выбранное в качестве прототипа. Устройство содержит выполненный с внутренней кольцевой размольной дорожкой ¡о цилиндрический корпус, размещенные внутри корпуса валок, установленный на оси, параллельной оси корпуса и соединенный с устройством для прижима валка к размольной дорожке, сбрасывающий нож, плоский лоток, установленный над валком с наклоном к плоскости, проходящей через оси вращения валка и корпуса. Устройство дтя прижима валка содержит гидравлические цилиндры, воздействующие на концы 25 валка с усилием, прижимающим последний к цилиндрическому корпусу. Лоток в устройстве разделен на три независимые плоскости, каждая из которых выполнена с возможностью поворота вокруг вертикальной оси. Материал, отделенный от размольной дорожки, падает на плоскости и скользит по ним в сторону большего j0 наклона. Способ включает подачу измельчаемого материала на вращающуюся

кольцевую размольную дорожку так, чтобы материал проходил несколько раз между дорожкой и валком до схода с дорожки, вращение материала со сверхкритической скоростью, разрыхление материала в промежутке между проходами его между валком и дорожкой, раздавливание и истирание материала путем прикладывания усилия к '' валку. При этом с каждым проходом осуществляют шаговое перемещение материала по направлению к разгрузочному торцу корпуса, а воздействие на слой материала осуществляют при давлении 10...40 МПа.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции и сложность 40 настройки системы, состоящей из сбрасывающего ножа и плоского лотка. Вместе с тем, наличие независимых плоскостей в плоском лотке, каждая из которых выполнена с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, приводит к подаче материала на размольную дорожку в виде струй с разной толщиной. При этом часть валка не будет участвовать в процессе измельчения материала, что обуславливает низкую 45 эффективность процесса измельчения. Выполнение устройства для прижима в виде одной системы, воздействующей одновременно на оба конца валка, не может исключить непараллельность валка и размольной дорожки, что обуславливает низкую эффективность процесса измельчения материала. -0 Целью изобретения является упрощение конструкции мельницы и повышение эффективности процесса измельчения.

Поставленная цель достигается тем, что в мельнице, содержащей полый цилиндрический корпус, установленный на роликовых опорах, привод роликовых

опор для вращения корпуса со сверхкритической скоростью, два валка, установленные внутри корпуса с возможностью вращения по его внутренней поверхности, устройство для прижатия валков к корпусу и устройство для шаговой подачи материала при поперечном перемещении его по корпусу, совмещающее в себе загрузочное, сбрасывающее, перенаправляющее и разгрузочное устройства, выполнено в виде короба с расположенными внутри направляющими, сдвигающими материал, и скребка, валки выполнены с разными диаметрами, первый валок, по ходу движения материала, имеет больший диаметр, предварительно измельчает большие ю куски материала, второй валок производит окончательное измельчение, валки установлены на устройстве для прижима валков, которое включает неподвижный упор, закрепленный на раме и подвижный подпружиненный подвес. Устройство для прижима валков также работает как защитное устройство.

Для пояснения реализации устройства приведены графические материалы.

На фиг. 1 представлена машина обший вид и вид сбоку;

на фиг.2 разрез А-А - конструкция отклоняющего устройства.

Горизонтальная валковая мельница состоит из полого цилиндрического корпуса 1 вращающегося со скоростью выше критической, установленного на роликах 2, 20 смонтированных на раме 3. Привод корпуса осуществляется от электродвигателя 4 через ременную передачу 5 и приводной валок 6. Внутри корпуса установлены рабочие валки 7 и 8, подвешенные на осях 9 и 10, при этом валок 7 имеет больший диаметр, отклоняющее устройство, состоящее из отклоняющей поверхности 11 с направляющими 12, крышки 13 и скребка 14. Отклоняющее устройство крепится на 25 оси 15 и прижимается к корпусу 1 при помощи пружин 16. Валки установлены на

устройстве для прижима валков, оно включает неподвижный упор 17 закрепленный на раме 3 и подвижный подпружиненный подвес 18. Зазоры между валками и корпусом регулируются болтами 19. Усилие прижатия валков к корпусу - усилие измельчения, зо регулируется болтами 20. Устройство для прижима валков также выполняет функцию защитного устройства, при попадании недробимого материала, валки приподнимаются и пропускают недробимый материал, не повредив машины.

Машина работает следующим образом. Когда цилиндрический корпус 1 набирает рабочее число оборотов, в отклоняющее устройство через бункер 21 непрерывным 35 потоком подается материал. По крышке 13 материал скатывается к первому валку 7, равномерно распределятся вдоль рабочего зазора, предварительно измельчается, далее материал поступает под второй валок и окончательно измельчается. Лента материала, прижатая центробежными силами к поверхности цилиндрического 40 корпуса, попадает в отклоняющее устройство, сдвигается и далее попадает под

действие первого валка, цикл повторяется шесть раз. Материал в мельнице движется по спирали. Последняя направляющая выполняет функцию разгрузочного устройства, выводит ленту материала за пределы измельчающей зоны мельницы. Необходимую толщину измельчаемого материала получают, приближая или удаляя подвес 18 45 болтами 19, что позволяет уменьшить или увеличить зазор между корпусом и валками.

Подача материала под валки после каждого его прохода между валком и корпусом, в виде ленты, одинаковой по ее ширине массой, позволяет исключить переменную толщину измельчаемого слоя, то есть исключить пустоты в слое, что создает ;о благоприятные условия для интенсивного измельчения материала и, как следствие, обуславливает повышение эффективности процесса измельчения. При этом конструкции отклоняющего устройства и устройства для прижима валков просты в исполнении.

ЕЙ 2 497 594 С1 Таким образом, цель изобретения достигнута.

Формула изобретения

1. Горизонтальная валковая мельница, содержащая полый цилиндрический корпус, установленный на роликовых опорах, привод роликовых опор для вращения корпуса со сверхкритической скоростью, два валка, установленные внутри корпуса с возможностью вращения по его внутренней поверхности, устройство для прижатия валков к корпусу и устройство для шаговой подачи материала при поперечном перемещении его по корпусу, отличающаяся тем, что устройство для шаговой подачи материала совмещает в себе загрузочное, сбрасывающее, перенаправляющее и разгрузочное устройства, выполнено в виде короба с расположенными внутри направляющими, сдвигающими материал, и скребка, валки выполнены с разными диаметрами, первый валок по ходу движения материала имеет больший диаметр, предварительно измельчает большие куски материала, второй валок производит окончательное измельчение, валки установлены на устройстве для прижима валков, которое включает неподвижный упор, закрепленный на раме, и подвижный подпружиненный подвес.

2. Горизонтальная валковая мельница по п.1, отличающаяся тем, что устройство дтя прижима валков также работает как защитное устройство.

A-A

ПРИЛОЖЕНИЕ 2