Badania ruchu ładunku w młynie wibracyjnym

• Autorzy: Sidor J. , Tomach P.

Warianty tytułu

EN

Investigation of load movement in a vibratory mill

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Proces mielenia w młynach z mielnikami swobodnymi, w tym w młynie wibracyjnym, zachodzi dzięki ruchowi ładunku - mielników z mielonym materiałem. Ruch ten powoduje drgająca komora. Proces mielenia ma charakter dynamiczny, a jego intensywność uwarunkowana jest częstotliwością zderzeń mielników, wielkością sił wzajemnych zderzeń i mechanizmem transmisji energii na rozdrabnianie materiału znajdującego się pomiędzy mielnikami. W pierwszej kolejności i największą energię otrzymują mielniki znajdujące się w warstwie stykającej się z drgającą komorą. Mielniki z następnych warstw, usytuowanych bliżej osi geometrycznej komory o kształcie walca, otrzymują energię od mielników zewnętrznej warstwy. Dlatego mają one energię pomniejszoną o część wydatkowaną na proces mielenia i procesy mieszania i transportu materiału. Zjawisko to powoduje spadek intensywności procesu mielenia w kierunku do osi komory. To determinuje budowę wielokomorowych młynów wibracyjnych z komorami o niewielkich średnicach, skomplikowaną przez dużą liczbę komór dochodzącą do sześciu. Przedmiotem pracy są badania ruchu ładunku zachodzącego w komorze klasycznego młyna wibracyjnego i w komorach z wbudowanym elementem konstrukcyjnym, w postaci walca, zwiększającym intensywność procesu mielenia w środku komory. Badania przeprowadzono metodą wizualizacji z rejestracją filmową i fotograficzną w laboratoryjnym młynie wibracyjnym. Parametrami zmiennymi były średnice mielników o kształcie kul, stopień napełnienia komory, częstotliwość i amplituda drgań komory oraz trzy warianty elementu konstrukcyjnego. Badania przeprowadzono w komorze o średnicy 0,21 m, przy częstotliwości drgań komory 10-16 Hz i amplitudzie drgań komory 5-10 mm. Wyniki badań przestawiono w postaci materiału fotograficznego. Potwierdziły one występowanie w komorze klasycznego młyna strefy niskiej aktywności mielników. Wykazały także znaczny wzrost intensywności ruchu mielników w komorach z wbudowanym elementem konstrukcyjnym. Element ten, umieszczony w osi geometrycznej komory, likwidował strefę niskiej aktywności mielników, przekazując im taką samą energię jaką komora dostarcza najbliższej warstwie mielników. Praktycznym aspektem tych wyników jest możliwość budowy młynów wibracyjnych o mniej skomplikowanej konstrukcji, charakteryzujących się mniejszym poborem energii na proces mielenia.

EN

A movement of load composed of the grinding media and the material that is comminuted causes the milling process in mills with free grinding media, including a vibratory mill. Chamber vibrations are responsible for the load movement. The milling process has a dynamic character, and its intensity is governed by the crash frequency of grinding media, the magnitude of force spent on mutual crashes and the mechanism of energy transmission from grinding media to the comminute material. The grinding media in a layer neighbouring the vibrating chamber receive energy in the first place and the largest amount. The grinding media from further layers situated closer to a geometrical axis of the cylinder-shaped chamber receive energy originated from grinding media in the external layer. Therefore, they have smaller energy, reduced by a part used for the milling, mixing and material transport processes. Such a phenomenon causes a decrease in intensity of the milling process in the direction towards the chamber axis. As a result, it determines the construction of multichamber vibratory mills containing small diameter chambers, which is already complicated due to the presence of large number of the chambers, coming to six. The research objective of the work is to investigate a movement of load in the chamber of classic vibratory mill and in chambers modified with a constructional unit of cylindrical shape built-in the centre of chamber to enlarge intensity of the milling process. The investigations were performed on the laboratory vibratory mill by using movie and photographic recording for visualization. The variable parameters were as follows: diameter of ball-shaped grinding media, degree of filling of the chamber, frequency and amplitude of chamber vibrations, and diameter of the constructional unit applied. The chamber of 0.21 m in diameter, the frequency of chamber vibrations of 10-16 Hz and the amplitude of chamber vibrations of 5-10 mm were applied. The results shown in the form of photographic material proved the presence of a low activity central zone of grinding media in the chamber of classic mill. A significant increase of movement intensity in the chambers equipped with the constructional unit was detected. The unit placed in geometrical axis of the chamber eliminated the low activity central zone of grinding media by delivering the same energy that the chamber delivers to the nearest layer of grinding media. The possibility of developing the vibratory mills of less complicated construction, having decreased energy consumption for the milling process, creates a practical aspect of the presented results.

Słowa kluczowe

PL

młyn wibracyjny; rozdrabnianie; mielenie; ruch mielników

EN

vibratory mill; comminution; grinding media movement

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 62, nr 4
• Strony: 601--607
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Sidor J.

autor

Tomach P.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• [1] Kurer K.,E.: Zur innen Kinematik und Kinetik von Rohrschwingmühlen, Technische Universität Berlin, (1986), D83
• [2] Sidor J.: „Badania, modele i metody projektowania młynów wibracyjnych”, Rozprawy Monografie nr 150, UWND AGH, Kraków, (2005).
• [3] Drzymała Z., Dzik T., Guzik J., Kaczmarczyk S., Kurek B., Sidor J.: Badania i podstawy  konstrukcji młynów specjalnych, PWN Warszawa 1992
• [4] Kaczmarczyk S.: „Analiza eksperymentalna wybranych parametrów technologicznych i konstrukcyjnych na pracę młyna wibracyjnego”, Praca doktorska AGH Kraków 1977
• [5] Sidor J.: „Wpływ średnicy komory na wydajność młynów z mielnikami swobodnymi”, II Konferencja Naukowa „Problemy w Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn Hutniczych i Ceramicznych”, Kraków-Mogilany 1984, Wyd. AGH Kraków, (1984), 135-144.
• [6] Sidor J.: „Niektóre wyniki badań wpływu średnicy i stopnia napełnienia komory młyna wibracyjnego o niskiej częstotliwości drgań na efektywność procesu mielenia”, Wybrane Problemy Rozwoju Maszyn Hutniczych i Ceramicznych, Monografia Nr 6, Wyd. AGH, Kraków, (2002), 271-278.
• [7] Höffl K.: Zerkleinerungs- und Klassiermaschinen, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, (1985).
• [8] Gämmerler H.: „Einrohr- und Sechsrohr-Schwingmühlen als Begrenzungen einer Typenreihe für den Produktionseinsatz“, Aufbereitungs-Technik, 14, 3, (1973), 173–175.
• [9] Gock E., Kurrer E., K.: „Exzenter-Schwingmühle – ein neuer Weg zur energiearmen Feinstzerkleinerung“, Erzmetall, 7/8, (1996), 434-442.
• [10] www.metsominerals.com 07-2010.
• [11] Sidor J.: „Możliwości intensyfikacji procesu mielenia w młynie wibracyjnym przez zmianę kształtu wnętrza komory”. Inżynieria i Aparatura Chemiczna, 3, 92003), 138-140.
• [12] Sidor J.: „Wyznaczanie parametrów ruchu mielników w młynie obrotowo-wibracyjnym za pomocą wizualizacji”., kraków, „problemy w Budowie i Eksploatacji maszyn i Urządzeń technologicznych”, Problemy Inżynierii mechanicznej i Robotyki, Wyd. WIMIR, AGH, 23, 2004, 173-181.