сотрудник
Белгород, Белгородская область, Россия
Белгород, Белгородская область, Россия
Белгород, Белгородская область, Россия
ББК 347 Технология производства оборудования отраслевого назначения
В настоящее время дезинтеграторы являются одним из видов оборудования, применяемого при помоле, смешении и активации ряда материалов. Одним из преимуществ дезинтеграторов является возможность получения продукта помола с заданным гранулометрическим составом. Для получения узкого гранулометрического состава продукта помола была создана экспериментальная установка с патрубком рецикла, обеспечивающего разгрузку готового продукта и возврат крупки на дополнительное измельчение в камеру помола. Патрубок рецикла представляет собой резинотканевую трубу круглого поперечного сечения с радиусом кривизны, обеспечивающим движение двухфазной среды из зоны разгрузки к загрузочной части дезинтегратора. При выполнении теоретических исследований процесса помола необходимо согласовать пропускные способности загрузочного узла и патрубка рецикла дезинтегратора. Кроме этого, для сбалансированной работы дезинтегратора и питателя необходимо, чтобы массовый расход материала через питатель и массовый расход материала (пропускная способность) проходящего через ряды ударных элементов совпадали. Массовая пропускная способность крупнодисперсного материала, движущегося в патрубке рецикла, была определена исходя из предположения о линейном характере изменения насыпной плотности при движении материала внутри патрубка рецикла. В результате теоретических исследований получено аналитическое выражение, позволяющее определить радиус трубы модернизированного питателя исходя из конструктивных и технологических параметров дезинтегратора с патрубком рецикла. Представлена расчетная схема для определения радиуса трубы усовершенствованного дезинтегратора. Анализ полученного аналитического выражения позволяет сделать вывод, что радиус трубы модернизированной установки связан с конструктивными и технологическими параметрами дезинтегратора.
дезинтегратор, патрубок рецикла, материал
При вводе в загрузочный узел дезинтегратора патрубка рецикла, через который поступает крупнодисперсный материал на доизмельчение в камеру помола, необходимо изменить диаметр трубы выпускного отверстия бункера, чтобы согласовать его пропускную способность по материалу, поступающему в камеру помола с пропускной способностью рядов ударных элементов дезинтегратора. Для сбалансированной работы дезинтегратора и питателя, не содержащего патрубок рецикла необходимо, чтобы массовый расход материала через питатель и массовый расход материала (пропускная способность) проходящего через ряды ударных элементов совпадали.
Согласно результату работы [1] данный баланс будет соблюдаться при выполнении следующего равенства:
, (1)
где 
– радиус распределительного диска в камере помола; Rк – радиус корпуса камеры помола; 
– радиус выпускного отверстия трубы бункера без ввода патрубка рецикла; H – высота камеры помола; ω – циклическая частота вращения ротора; f – коэффициент трения частицы о поверхность ударного элемента; 
– плотность насыпного материала в бункере; 
– насыпная плотность готового продукта; g – ускорение свободного падения; α – угол наклона образующей конуса бункера к вертикали.
Вычислим массовую пропускную способность крупнодисперсного материала, движущегося в патрубке рецикла. Искомую величину которого можно найти согласно следующему выражению:
, (2)
где 
– изменение насыпной плотности материала, движущегося в патрубке рецикла.
Функциональную зависимость можно найти исходя из предположения о линейном характере изменения насыпной плотности при движении материала внутри патрубка рецикла:
(3)
Здесь 
– насыпная плотность крупнодисперсной части потока в патрубке рецикла. 
– текущая координата внутри патрубка рецикла;
– радиус внешней поверхности патрубка рецикла; 
– радиус центральной части патрубка рецикла.
С учетом (3) выражение (2) можно представить в виде
, (4)
– радиальный размер для установки, регулируемой поворотной заслонкой (см. рисунок). 
– диаметр патрубка рецикла.
Интеграл (4) можно привести к следующему виду:
, (5)
Рис. 1. Расчетная схема для определения конструктивных параметров загрузочного
узла дезинтегратора с патрубком рецикла материала
Если учесть, что:
, (6)
(7)
, (8)
(9)
На основании (7) с учетом (6) , (8) и (9) находим:
, (10)
где 
– динамическая вязкость воздуха; 
, r – полярные координаты в плоскости патрубка рецикла; 
– скорость частиц материала в патрубке рецикла; 
– скорость воздуха в патрубке рецикла; 
плотность частицы материала; 
– диаметр частиц материала; 
– внутренний радиус кривизны патрубка рецикла.
Подстановка (6) с учетом (10) в (5) приводит к следующему результату:
(11)
Вычисление интеграла (11) приводит к следующему результату:
. (12)
Для сбалансированной работы дезинтегратора с рециклом крупнодисперсного материала необходимо, чтобы выполнялось следующее соотношение:
, (13)
где Rом – измененный радиус выпускной трубы бункера при неизменном угле наклонных стенок, обеспечивающий согласованную работу загрузочного бункера с патрубком рецикла.
Отношение (12) к (13) позволяет получить выражение:
. (14)
Таким образом, полученное соотношение (14) позволяет рассчитать радиус трубы модернизированного питателя исходя из конструктивных и технологических параметров дезинтегратора с патрубком рецикла материала. Построим графическую зависимость соотношения радиусов выпускного отверстия питателя в дезинтеграторе традиционной схемы работы и с патрубком рецикла от радиуса кривизны патрубка рецикла и его диаметра (рис. 2).
Рис. 2. Зависимость соотношения радиусов выпускного отверстия питателя в дезинтеграторе традиционной схемы работы и с патрубком рецикла от радиуса кривизны патрубка рецикла и его диаметра
Из представленной графической зависимости можно сделать вывод, что с увеличением радиуса кривизны патрубка рецикла и его диаметра соотношение радиусов выпускного отверстия питателя до ввода патрубка рецикла к измененному радиусу уменьшается.
1. Богданов В.С, Семикопенко И.А., Воронов В.П. Дезинтеграторы. 2015, 250 с.
2. Семикопенко И.А., Воронов В.П., Смирнов Д.В. Математическое описание движения вязкой среды в патрубке возврата дезинтегратора. Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2014. № 5. С. 113–117.
3. Блиничев В.Н., Бобков С.П., Клочков Н.В., Пискунов А.В. Методика расчета расхода воздуха в центробежно-ударной мельнице. Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. 1982. №2. С. 230–232.
4. Семикопенко И.А., Воронов В.П., Смирнов Д.В., Фадин Ю.М. Расчет объемного расхода материала через загрузочный бункер дезинтегратора. Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2015. № 1. С. 68–70.
