d/ Ph−ơng pháp gia công số liệu
3.1.Kết quả nghiên cứu lý thuyết.
Đều là máy nghiền kiểu búa nên quá trình thoát sản phẩm của máy nghiền búa sàng rung cũng chịu ảnh h−ởng của vận tốc búa, khe hở đầu búa với sàng nghiền, áp lực quạt hút thoát sàng... nh− máy nghiền búa thông th−ờng.Nh−ng do đặc thù kết cấu buồng nghiền mà máy nghiền búa sàng rung còn chịu ảnh h−ởng thêm một số yếu tố đặc tr−ng khác nữa đến chất l−ợng sản phẩm nghiền nh−:
+ Biên dạng buồng nghiền.
+ Biên độ và tần số rung của sàng nghiền. + Ph−ơng pháp cấp liệu.
3.1.1. Các yếu tố ảnh h−ởng đặc tr−ng của máy nghiền búa sàng rung đến
quá trình thoát sản phẩm. 1. Biên dạng buồng nghiền.
Đối với các máy nghiền búa kiểu sàng tròn, do sự tác động của búa khi chuyển động tròn và của quạt thu bụi bột trong buồng nghiền, không khí cùng khối bột- hạt chuyển động tròn tr−ợt trên biên dạng của sàng với một số lần nhất định (hệ số luân chuyển >>1). Mặt khác, nhờ có lực ly tâm và tr−ờng áp lực của dòng khí trong và ngoài sàng các hạt đã đạt đủ kích th−ớc đi qua sàng ra khỏi buồng nghiền. Nh−ng trong buồng nghiền luôn luôn tồn tại vô số hạt có kích th−ớc khác nhau nên có khối l−ợng khác nhau, do đó lực ly tâm tác dụng lên những hạt này có giá trị khác nhau, tạo thành các lớp vật liệu phân bố trên bề mặt sàng theo kích th−ớc từ to tới nhỏ, phân bố từ ngoài vào trong, cản trở khả năng thoát khỏi sàng của những hạt đã đạt kích th−ớc và bất lợi cho tác dụng va đập của búa (hình 3.1) dẫn tới giảm năng suất máy nghiền, tiêu hao năng l−ợng vô ích do ma sát rô to và các hạt bột nhỏ, tạo nhiều bụi bột và làm nóng sản phẩm.
Hình 3.1. Tác dụng va đập của búa và sự hình thành lớp vật liệu phía trong sàng (ảnh do Xurovaca V.I. chụp).
Luồng khí qua rô to có thể coi nh− một phần của tr−ờng thế năng xoáy và đ−ợc giới hạn bởi đ−ờng tròn có đ−ờng kính là đ−ờng kính đầu trong của búa (2R0) (theo Γoct 10924-64). Đặc tính khí động của buồng nghiền có thể xét theo đặc tính khí động của máy quạt ly tâm, tâm xoáy nằm trong tr−ờng xoáy phẳng. Tr−ờng xoáy phẳng này bao gồm 2 phần vùng [15].
Vùng 1: Nhân xoáy với bán kính R0 quay với vận tốc không đổi theo chiều quay của rô to.
Vùng 2: Là tr−ờng tiếp giáp với vùng 1 và trong đó các phần tử khí chuyển động với vận tốc vn (vận tốc chuyển động theo).
Phân tích vn thành 2 phần: vt làm cho phần tử khí chuyển động tròn, vr làm cho phần tử khí chuyển động theo h−ớng ly tâm.
Theo khí động học, khi có xoáy phẳng thì sự dịch chuyển của khí giữa các đĩa rôto sẽ xảy ra theo những vòng tròn đồng tâm trên trục xoáy.
Từ việc phân tích tính khí động trong buồng nghiền nh− trên, để khắc phục hiện t−ợng phân bố vật liệu (to ngoài, nhỏ trong) do thành phần vận tốc ly tâm vr gây ra, ng−ời ta đã tính cách tạo ra một buồng xoáy đặc biệt nhằm kéo tâm xoáy ra xa tâm quay của rô to và tiến hành khảo sát mô hình. Kết quả khảo sát đã đ−a ra kết luận: kích th−ớc, hình dạng và vị trí t−ơng đối với cửa vào của buồng xoáy ảnh nhiều lên sự tạo thành vùng khí xoáy trong buồng nghiền.
Quy luật thay đổi của thành phần vận tốc ly tâm vr, có thể đ−ợc xác định bởi công thức:
vr = vn . sin (i) (3-1)
Với i là góc bởi bán kính R1 và AO1 (xem hình 3.2). Xảy ra 2 tr−ờng hợp : - Nếu không có buồng xoáy (i = 0): tâm O1 trùng với tâm xoáy phẳng (t−ơng tự nh− máy quạt ly tâm).
- Khi tạo buồng xoáy (i ≠ 0): vr biến thiên theo hàm sin, tại vị trí nào đó trên buồng nghiền, vận tốc h−ớng tâm đổi h−ớng ng−ợc lại (hình 3.2). Điều đó khẳng định khi có buồng xoáy, quỹ đạo chuyển động của không khí trong buồng nghiền thay đổi theo biên dạng buồng nghiền, phá vỡ sự tạo thành lớp vật liệu theo quỹ đạo chuyển động tròn của búa.
Từ những phân tích đã trình bày ở trên, đề tài đi đến nhận định: Việc lựa chọn thiết kế dạng buồng nghiền hình elíp có cơ sở lý thuyết đã đ−ợc chứng minh, nhằm nâng cao khả năng va đập của búa và thoát khỏi sàng của sản
Hình 3.2. sự bố trí vận tốc và áp suất tĩnh trong tr−ờng xoáy lốc phẳng.
phẩm đã đủ kích th−ớc, trực tiếp làm giảm chi phí năng l−ợng riêng trong quá trình nghiền.
Với những máy nghiền có biên dạng buồng nghiền tròn một phần lớp vật liệu đàn hồi trên mặt sàng chuyển động trong buồng nghiền vận tốc của nó có xu h−ớng tiếp cận với vận tốc đầu búa, ở đây sẽ hình thành lớp vành vật liệu có vận tốc gần bằng vận tốc đầu búa nên năng l−ợng của búa truyền vào hạt để làm giảm kích th−ớc hạt bị giảm đi, do đó tác dụng nghiền giảm đi, vật liệu bị nóng lên giảm thuỷ phần và búa hao mòn nhiều.
ở máy nghiền giọt n−ớc, biên dạng đặc biệt của buồng nghiền, tạo buồng xoáy kéo tâm xoáy phẳng ra xa tâm trục quay, nh− trình bày (hình 3.3), có tác dụng phá vỡ sự tạo thành vành vật liệu, nâng cao khả năng va đập của búa và vật liệu đem nghiền, cải thiện khả năng thoát ra khỏi sàng của những hạt bột đủ kích th−ớc, từ đó nâng cao năng suất máy nghiền, giảm tiêu hao năng l−ợng vô ích.
Ngoài tác dụng tạo buồng xoáy phẳng, kết cấu buồng xoáy ở phần d−ới của buồng nghiền này có tác dụng đổi h−ớng dòng vật liệu có khối l−ợng lớn, ít chịu tác động khí động của xoáy phẳng, tăng khả năng đập của búa nghiền vào vật liệu. Mặt khác những tạp chất có tỷ trọng lớn, không từ tính cũng đ−ợc thu lại vào khe giữa tạp chất trong buồng xoáy (hình 3.3).
Trong buồng nghiền hình giọt n−ớc kết cấu d−ới đáy có rãnh đựng tạp chất cũng tạo nên sự phá vỡ của vành vật liệu, hình thành gia tốc va đập chuyển động tròn tăng đ−ợc khả năng va đập của vật liệu nghiền. Rãnh đựng tạp chất còn để thu hồi những vật có tỷ trọng lớn không bị nhiễm từ tính nhằm bảo vệ buồng nghiền phát sinh sự cố.