автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Совершенствование процессов и оборудования для ударного измельчения материалов различной абразивности

-л

с Г--'

На правах рукописи

СМИРНОВ Николай Михайлович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ УДАРНОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ РАЗЛИЧНОЙ АБРАЗИВНОСТИ

(05.17.08—Процессы и аппараты химической технологии)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Иваново 1997

Работа выполнена в Ивановской государственной химико-технологической академии.

Научный консультант —

доктор технических паук, член-корр. АИН РФ, профессор Блиничев В. Н.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Мизонов В. Е., доктор технических наук, профессор Макаров Ю. И., доктор технических наук, профессор Зайцев А. И.

Ведущая организация — АО НИИЦЕМЕНТ г. Москва.

Защита диссертации состоится « . . . » . . . 1997 г.

в ... часов на заседании диссертационного совета Д 064.76.01 в Ивановской государственной архитектурно-строительной академии по адресу: 153002, Иваново, ул. 8 Марта, д. 20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГАСА.

Автореферат разослан « . . . »...... 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ЛАДАЕВ Н. М.

Общая характеристика работы.

Актуальность работы. В настоящее время без измельчения исходного сырья и полуфабрикатов трудно представить какое-либо современное производство. Необходимо отметить, что требования к качеству продуктов и технологиям измельчения из года в год возрастают, в первую очередь по таким показаниям, как затраты на процесс измельчения, надежность измельчителышго оборудования, загрязненность продукта, получение материала узкого гранулометрического состава.

Известно, что при увеличении степени измельчения резко падает производительность при одновременном возрастании энергозатрат и снижении надежности работы оборудования.

Долговечность рабочих органов измельчителя часто является лимитирующим фактором при выборе типа мельницы.

Сравнение твердости измельчаемого материала с твердостью рабочих элементов, которыми осущестатяется процесс измельчения, показывает, что частицы даже средней абразивное™ в несколько раз тверже рабочих элементов, не говоря уже о материалах с повышенной абразивностью. Измельчение "мягкими" рабочими элементами "твердых" частиц приводит к неоправданно высокому износу измельчителей и к снижению их надежности.

Для увеличения надежности работы измельчителей, с точки зрения износа, необходимо перейти от измельчения частиц о корпус или рабочие элементы к самоизмельчению частиц. Этого можно достичь, если процесс измельчения, организовать на слое измельчаемого материала или использовать принцип противотока, когда частицы нагружаются при столкновении друг с другом в противоположных потоках.

Согласование режимов нагружения зернистых материалов с их физйко-механическими и технологическими свойствами, а также реализация на практике принципа "не измельчать ничего лишнего", позволит повысить эффективность процесса измельчения. Нагружение зернистого материала при энергетически выгодном режиме в сочетании с выводом из зоны измельчения частиц, соответствующих товарной фракции, наиболее полно можно осуществить при совмещении процессов измельчения и классификации в рамках одного агрегата.

Разработка рациональных конструкций измельчителей с учетом свойств зернистых материалов требует решения перечисленных выше проблем.

Работа выполнялась в соответствии с планом основных научных направлений Ивановской государственной химико-технологической академии в рамках федеральных целевых и государственных научно-технических программ:

- программа ГКНТ СМ СССР по созданию и освоению в отраслях народного хозяйства технологий и оборудования для механической активации и измельчения минерального сырья и материалов (Постановление ГКНТ СМ СССР от 11.03.87, №68. Задание 06.20.Н1. Разработка новых конструкций измельчителей и активаторов);

- программа ГКНТ и Госплана СССР по созданию эффективных технологических процессов, оборудования для производства высококачественной обуви на базе новых видов натуральных и синтетических материалов (Постановление ГКНТ и Госплана СССР №472/248 от 12.08.80г. и изменения программы от 14.12.84г. №16-11/318, №539 от 13.12.82г.)

Цель работы. Разработка стратегии структурной и режимной оптимизации одно - и многоступенчатой ударных мельниц, позволяющей энергетически выгодно распределить измельчение между ступенями и определить параметры измельчения в каждой ступени с учетом свойств перерабатываемого материала и ограничений по износу. •

Научная новизна. В диссертации впервые получены следующие результаты.

1.Выдвинутая гипотеза о функциональной связи динамической прочности исследуемого материала с его исходным размером, плотностью и предельной нагрузкой на срез позволила получить в явном виде комплексные показатели измельчаемости материала как при стесненном, так и при свободном многократном ударном нагружении - критические скорости разрушения. Экспериментально показано, что при последовательных ударных нагружениях критическая скорость для первого нагружения ниже, чем для последующих нагружении.

2. Разработана матричная математическая модель преобразования гранулометрического состава в одно - и многоступенчатых ударных мельницах, включая в себя исследованные и описанные модели следующих элементов рабочего процесса:

- механический ря.згон частиц в роторах мельниц;

• вероятность столкновения (нагружения) частиц в пылевоздушных потоках;

- вероятность разрушения нагруженных ударом частиц фракции (селективная функция );

- распределение по размерам продуктов ударного разрушения фракции (распределительная функция).

Все модели учитывают энергозатраты на соответствующий процесс.

Экспериментально показано, что при однократном нагружении энергетически выгодно измельчать материал при скорости выше, а лри многократном - ниже критической.

4. Найдены эмпирические зависимости для расчета долговечности и степени загрязненности измельчаемого материала продуктами намола.

5.На основе предложенных моделей разработана стратегия структурной и режимной оптимизации одно - и многоступенчатых ударных мельниц, позволяющая энергетически выгодно распределить измельчение между ступенями и определить параметры измельчения в каждой ступени с учетом свойств перерабатываемого материала и ограничений по износу.

6.Разработана система автоматизированного проектирования измельчителей ударного действия, вкючающая технике - экономическую оптимизацию оборудования и режимов его работы.

Практическая ценность.

1.Разработан ряд типоразмеров новых центробежных противоточных и соосных противоточных мельниц однократного и многократного высокоскоростного кагружения со встроенной классификацией и без нее для измельчения материалов повышенной абразнвности, отличающихся низкими удельными энергозатратами, высокой удельной производительностью, малой металлоемкостью, высокой надежностью в эксплуатации и минимальным износом рабочих органов, защищенных 9 авторскими свидетельствами.

2.Созданы конструкции одно- и многоступенчатых малогабаритных, высокоэффективных измельчителей ударного действия с внутренней классификацией на одной или каждой ступени, защищенные 18 авторскими свидетельствами.

3. Разработана высокоэффективная роторно-сортирующая дробилка среднего дробления большой удельной производительности для получения продукта с узким гранулометрическим составом, с предварительной классификацией измельчаемого материала, защищенная '3 авторскими свидетельствами.

4.Разработан алгоритм и программа проектирования технологических линий измельчения, позволяющих получить мнкропорошки из дециметровых кусков при минимальных энергозатратах, износе и металлоемкости оборудования.

5.Создан новый способ измельчения термопластичных материалов ударным нагружением без замораживания, защищенный авторским свидетельством №1238791.

6.Фосфоритная мука, активированная в компактных высокоскоростных измельчшелях ударного дсйешия, прошла вегетационные и полевые испытания, которые показали, что она обладает более высокими агрохимическими свойствами, чем двойной суперфосфат, при стоимости в 6 раз ниже последнего.

7.Результаты работы реализованы в практике проектирования схем и оборудования для получения микропорошков из дециметровых кусков (программный продукт), в ряде измельчителей однократного и многократного ударного нагружения, работающих на проход и в замкнутом цикле (технические решения), и непосредственно в промышленности.

Автор защищает.

1. Модель и методы расчета процесса ударного измельчения, на основе которых разработана стратегии структурной и режимной оптимизации одно - и многоступенчатой ударных мельниц, что позволяет создать, в зависимости от свойств зернистых материалов, для каждого конкретного измельчаемого материала и предъявляемых к нему технологических требований высокоэффективное оборудование с мишмальными энергозатратами, металлоемкостью и износом, а также новые и усовершенствованные математические модели отдельных сопутствующих измельчению процессов.

2. Результаты исследования свободного и стесненного измельчения как одиночных, так и коллектива частиц при одно- и многократном нагружении.

3. Новый способ и конструкции оборудования для измельчения различных материалов, защищенные авторскими свидетельствами, а также инженерные методы расчета с пакетом прикладных программ.

Апробация результатов работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены ка семи международных: International Congress of chemical Enginering Chemical Eguipment Design and Auiomation, "Chisa' 75", (Прага, 1975), "Chisa' 84"(Прага, 1984), "Chisa'

90"(Прага, 1990), "Chisa'96"(Прага, 1996), IX Symposium fur Mechanoemission und Mechanochemie in Verbindung mit der XX Diskussionstagung "Zerkleinerung und Klassierenn (derDDR, Berlin, 1983), VI ogolnopolskie seminarium, "MIESZANIE", Krakov - Zakopane, 1993, II miedzynarodowa konferencja naukowa "TEORETYCZNE I EKSPERYMENTALNE PODSTAWY BUDOWY APARATURY", Krakow-Kwiecien, 1995 и 29-ти Всесоюзных, республиканских и областных конференциях.

Публикации: По теме работы опубликовано 115 печатных работ, из них 31 авторское свидетельство.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, общих выводов, списка исполвзованных источников (наименований работ отечественных и зарубежных авторов) и приложения. Работа изложена на 44! • стр., содержит 115 рисунков и 14 таблиц.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель исследования, указана научная новизна и практическая ценность работы, а также основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проанализировано современное состояние проблемы математического описания преобразования гранулометрического состава материала, полученного в измельчителях ударного действия, работающих как на проход, так и в замкнутом цикле. Сделан анализ работ по описанию измельчаемости зернистых материалов.

Сформулированы проблемы совершенствования процессов, протекающих в измельчителях ударного действия и намечены пути их решения.

Существующие методы анализа и построения рациональных технологических схем измельчения разработаны применительно для получения порошков с жестко заданными физико-механическими и технологическими свойствами. Оценка эффективности схем переработки сыпучих материалов производится по таким критериям, как получение требуемой вновь образованной поверхности или гранулометрического состава с фиксированной Полей какой-либо фракции при максимальной производительности или минимуме затрат на единицу продукции. Неучет в этих схемах таких токазателей измельчаемого материала, как его разрушаемость и абразивность че позволяет создать рациональное, надежно работающее оборудование как с точки зрения получения заданного гранулометрического состава, |агрязненности получаемого продукта, экономичности, так и его надежности.

Технология, обеспечивающая получение микропорошков сыпучих материалов из дециметровых кусков сданным гранулометрическим составом и загрязненностью продуктами намола при минимальных энергозатратах и мелиллоемкости, не является очевидной, поэтому необходимы соответствующие алгоритмы решения задач по выбору состава оборудования, способа подведения энергии к перерабатываемому материалу, определению наиболее рациональных режимов каждой единицы оборудования в целом и на каждом элементарном этапе преобразования дисперсного состава в частности.

Из имеющихся в большом количестве математических моделей, описывающих . преобразования дисперсных составов материала в измельчителях ударного действия, наибольший интерес представляют матричные, т.к. они позволяют относительно просто составлять модели сложных многоступенчатых технологий и использовать стандартные процедуры решения матричных уравнений.

Вторая глава посвящена исследованию процесса разрушения одиночных частиц при многократном свободном и стесненном нагружениях. Свободное многократное нагружение исследовалось на большом количестве материалов с твердостью по шкале Мооса от 1 до 9 единиц с размером частиц ог 0,1 до 20 мм, как природного, так и искусственного происхождения, при скоростях нагружения от 10 до 200 м/с. Нагружение частиц осуществлялось как о неподвижную твердую перегородку, так и о подложку из измельчаемого материала. Для комплексного исследования измельчаемости материала при многократном нагружении было разработано и испытано пять специальных установок. Четыре для исследования многократного свободного нагружения и одна для стесненного нагружения на пазе.

Исследование по многократному нагружению одиночных частиц осуществлялось на центробежной установке с настраивающимися на определенный угол отбойными плитами, а также на установке, аналогичной первой, но с четырьмя внешними перетоками, позволяющими через определенный промежуток времени возвращать частицы на повторное нагружение. Кроме того была разработана установка, представляющая собой пятидисковый измельчитель с внутренними переточными каналами между дисками. Число нагружении регулировалось количеством дисков.

Необходимость изгоювления специальных установок по многократному нагружению одиночных частиц обусловлено поставленной автором настоящей работы задачей выявления влияния релахсационных процессов, протекающих в

промежутках времени между нагружениями от 10"5с до нескольких суток, на критическую скорость ударного разрушения.

Для исследования разруигаемости материала, ударяющегося о слой измельчаемых частиц, нами была разработана специальная центробежная установка с горизонтальным валом, загрузочный патрубок которой смещен таким образом, чтобы все частицы, разогнанные ротором до определенной скорости, отбрасывались в выгрузочный патрубок и ударялись о слой этою же материала, уложенного в капсулу. При исследовании в капсулу помещали один или несколько слоев измельчаемого материала.

Проведенные исследования показали, что разрушение частиц происходит только в верхнем слое подложки. Доля разрушившихся частиц во втором слое подложки составила не более 0,1% от первого слоя, а в более глубоких слоях, отсутствовала совсем.

В работах Г.Румпфа, Д.Беренса, В.Н.Блиничева и других исследователей показано, что комплексным показателем измельчаемости может служить критическая скорость разрушения (VKp) - скорость, при которой разрушается 50% исходной узкой фракции.

Согласно теории Ригтингера, энергия, затраченная на измельчение, пропорциональна вновь образованной поверхности, тогда при центробежном иагружении материала, до заданной степени измельчения, произведение исходного размера частиц на ее критическую скорость должно быть постоянным для каждого измельчаемого материала.

XVK2p = const (1)

Исследования показали, что критическая скорость разрушения является функцией исходного размера частиц, плотности измельчаемого материала, предельной нагрузки на срез (тср) и практически не зависит от релаксационных явлений в частицах в исследуемом диапазоне промежутков времени между нагружениями.

0.76) • Ю-3 + 11 V = __I (2)

где Х- средний исходный размер фракции, м.

Исследуя вероятность разрушения одиночных частиц при многократном последовательном нагружении, было замечено, что вероятность разрушения при втором и последующих нагружениях остается постоянной, но численно

меньшей, чем при первом нагружении (рис.1). Критическая скорость, характеризующая измельчаемость материала при втором и последующих нагружениях, в явном виде описывается следующим выражением.

1.14 • 10":

=

+ 0.76

Рт

X05

Вероятность разрушения

материала при многократном нагружении явдяется функцией двух параметров: энергетического скорости нагружения материала и ударно - прочностного - критической скорости разрушения материала. По аналогии с диссертационной работой П.П.Гуюмджяна можно записать выражение для расчета вероятности разрушения в следующем виде:

118 и/с

(3)

I ! V"

1004 кварцевый песок'

X = 1 -2

80 К 60 АО-20

« 2 3 4 5 6 ?

число нагружений | г Рис. I Зависимость вероятности разрушения от числа нагружений

е 'Л

(4)

где I • является функцией безразмерного симплекса

1 = 1.091п-^-

где' Укр - первая или вторая критическая скорость нагружения, соответствующая числу нагружений измельчаемого материала.

Зная реальную скорость ударного нагружения, можно определить вероятность разрушения частиц как при первом (Р|(х)), так и при последующих нагружениях Суммарную вероятность разрушения (2 Рг(х)) при

многократном нагружении можно рассчитать по следующему уравнению: 1Рг(х) = 1-[1-Р,(х)][1-Р,(х)]г (5)

Для расчета гранулометрического состава измельченного материала, кроме числа нагружении и вероятности разрушения, необходимо знать еще распределительную функцию разрушившейся части материала. Проведенные

исследования по многократному нагружению одиночных частиц показали, что распределительная функция материала практически не зависит от числа и частоты нагружений, а является функцией исходного размера частиц, скорости нагружения. критической скорости и адекватно описывается модифицированным уравнением Розина-Раммлера.

Интегральная распределительная функция разрушившейся части материала по проходу имеет следующий вид:

D'(x) = I - ехр

265(х„-х,

(6)

С учетом вероятности разрушения и распределительной функции разрушившейся части материала, можно рассчитать гранулометрический состав после каждого нагружения. Е„, мДж/м2 18-

, мДж/м!

180 \ 1 Г 4 5

V м/с число нагружений ,г

Рис. 2 Зависимость приведенных Р^с. 3 Зависимость приведённых_

энергозатрат от скорости нагружения энергозатрат от числа погружении

Практически во всех современных мельницах ударного действия измельчаемый материал подвергается последовательному многократному нагружению, поэтому необходимо знать, как зависят энергозатраты от числа и скорости нагружения. В литературе этот вопрос практически не освещен. Поэтому нами были проведены исследования по определению затрат энергии на единицу вновь образованной поверхности. Приняв энергию, затраченную на «измельчение», при каком-либо нагружении, равной кинетической энергии частиц в момент удара об отбойную плиту, определим удельные энергозатраты на единицу вновь образованной поверхности.

\ о»

Из рис.2 видно, что с точки зрения минимизации энергозатрат процесс измельчения при однократном нагружении целесообразно вести при первой критической скорости разрушения.

Экспериментальные исследования по многократному нагружению одиночных частиц показали, что приведенные энергозатраты очень сильно зависят от числа и скорости нагруження (рис.2, рис.3). Из указанных выше рисунков видно, чго нагружение измельчаемого материала при скорости ниже кршическои экономически целесообразно при большом числе нагружений, а выше критической при малом числе нагружений.

Для поддержания процесса измельчения при минимальных энергозатратах, необходимо согласовать свойства зернистых материалов - критическую скорость разрушения со скоростью нагружения. Из рис.3 видно, что при скорости нагружения равной критической приведенные затраты минимальны. С учетом этого,оптимальный размер частиц для каждой ступени можно определить по уравнениям (2) и (3).

Разработана высокоэффективная роторно-сортирующая дробилка стесненного ударного нагружения на пазе большой удельной производительности для получения продукта с узким гранулометрическим составом, с предварительной классификацией измельчаемого материала. Для такого типа машин получена расчетная зависимость критической скорости нагружения при стесненном ударном нагружении частиц на пазе. С учетом этих показателей в диссертации представлены зависимости для расчета вероятности разрушения и распределительной функции разрушившейся части материала.

Исследования, проведенные по свободному многократному нагружению одиночных частиц, наметили пути рационального конструирования высокоскоростных измельчителей ударного действия в зависимости от технологических, физико-механических свойств измельчаемого материала и надежности работы оборудования.

В третьей главе представлены математические модели процессов измельчения, протекающих в установках однократного и многократного нагружения, работающих на проход и в замкнутом режиме, включающие В себя математическую модель расчет гранулометрического состава продуктов измельчения, уравнения для расчета потребляемой мощности и расхода воздуха, просасываемого через измельчитель.

Гранулометрический состав продукта измельчения представлен в матричной форме как сумма разрушившейся и неразрушившейся части.

Разрушившаяся часть представлена произведением трех матриц - диагоналыюи матрицей вероятности разрушения, треугольной матрицей с нулевой диагональю распределения частиц по размерам в разрушившейся части материала и матрицей-столбцом исходного гранулометрического состава. Неразрушившаяся часть - произведение двух матриц - диагональной матрицы вероятностей неразрушения на матрицу-столбец исхогного гранулометрического состава. В том случае, если в измельчителе имеет место классификационный эффект, то он учитывается введением дополнительного сомножителя, представляющего собой диагональную матрицу коэффициента парциального осаждения каждой фракции. Предложена методика расчета вероятности разрушения для каждого конкретного типа измельчителя однократного или многократного нагружен!«, работающих как на проход, так и с встроенной классификацией в зависимости от исходного размера и свойств частиц, режимов работы, числа нагружений или вероятности столкновения измельчаемых частиц.

Для получения продукта с высокой степенью измельчения предложены две схемы измельчения зернистого материала с встроенной классификацией на каждой ступени. В одной схеме (рис.4), в зависимости от режимных параметров каждой ступени, реализован принцип последовательного измельчения материала до оптимального размера частиц. Данная схема позволяет получить высокую степень измельчения при минимальных энергозатратах, но она неприемлема для измельчения зернистого материала, содержащего трудноизмельчаемые включения, т.к. процесс измельчения не сможет выйти на стационарный режим из-за постоянного накопления трудноизмельчаемых вкючений на каждой или одной из ступений. Для такого материала была разработана вторая схема измельчения (рис.5), согласно которой фракции, соответствующие готовому продукту, выводятся с каждой ступени, минуя последующие, в готовый продукт, а недробииые включения выделяются на последней ступени.

Представлены уравнения, описывающие преобразования гранулометрического состава и материальных потоков внутри каждой ступени.

Гранулометрический состав рецикла и готового продукта, полученного в т-ступенчагом измельчителе многократного, нагружения, агрегатированном встроенным классификатором, работающим в замкнутом цикле (рис.4), представлен уравнением (7) и (8), соответственно

X, Х2 Хэ Х4 Х5 Х6 X, X, XI Х3 Х4 3<5 1 - ступень 2 " ступень

X! хгх3 х4 х5 Х5 хг

т - ступень.

Рис. 4 Блок-схема МСМС, работающая в замкнутом режиме

Г(х)

0.8 0.6 0.4 0.2

I I

/ I

ад 0.8

0.6 0.4 0.2

/ч

I 1

/ ЛГ>>

Г2п

0.8 0.6 0.4

х1хгх3х4х5х4 х, х2х3х4х5х6

1 - ступень

2 - ступень

Х3Х4 х,х6 т - ступень

. I--

^ ст 1<-1Т1

Рис. 5 Блок-схема МСМС, работающая на "проход"

Зг. • рр_ =QP_1(Е - П. )"(Е - Р,„ + Рг„Ф„)" ■ (7)

I

Гранулометрический состав готового продукта, полученного в многоступенчатом измельчителе, работающем "на прочел" (рис.5), рассчитывается как статистическая сумма потоков каждой ступени с учетом их весовых долей в общей производительности установки.

Для получения материала с узким гранулометрическим составом при небольшой степени измельчения целесообразно использовать одноступенчатый измельчитель, агрегированный с одним или несколькими встроенными классификаторами. При этом рецикл измельчителя в целом будет равен сумме рециклов классификаторов.

В работе представлена математическая модель, позволяющая рассчитать расход воздуха в высокоскоростном измельчителе ударного действия. За ее основу взята математическая модель расчета расхода воздуха в центробежных вентиляторах с плоскими рабочими лопатками.

Предложены также расчетные формулы для определения мощности, затраченной измельчителем, работающим под нагрузкой с учетом преодоления сил сопротивления материала, накопленного в зоне измельчения за счет внутренней классификации.

В четвертой главе проведено теоретическое и экспериментальное исследование процесса измельчения в центробежных противоточных мельницах с целью создания методики их расчета и оптимизации.

Как уже отмечалось, при тонкой измельчении абразивных материалов долговечность рабочих органов машин и степень загрязненности измельченного материала продуктами намола являются лимитирующими факторами при выборе рационального типа мельницы. Поэтому предложены и разработаны центробежные противоточные мельницы (ЦПМ), в которых реализуется принцип самоизмельчения частиц в однократно соударяющихся с большой скоростью встречных потоках. Создан ряд типоразмеров этих мельниц: ЦПМ-200. ЦЛМ-300, ЦПМ-500, ЦПМ-800.

Базовая модель ЦПМ состоит из корпуса (1), в котором установлены два (рис.6) или три (рис.7) ротора, соединенных между собой камерой измельчения (2). Роторы смонтированы на общей плите (3). Каждый ротор установлен на

отделыюм валу (4) и состоит из диска (5) и закрепленных на нем разгонных лопаток (6). Над роторами установлены загрузочные патрубки (7), смещенные относительно оси вращения ротора и зоны измельчения на определенный угол. Выгрузка материала осуществляется через патрубок (8), находящийся в центре нижней части камеры измельчения. В загрузочном патрубке трехроторной ЦПМ для равномерной подачи материала в зону измельчения дополнительно установлены рассекатели (9).

Мельница работает следующим образом. Измельчаемый материал с исходным гранулометрическим составом через дозатор с определенной производительностью одновременно подается через загрузочный патрубок (7) на вращающиеся роторы мельницы, где измельчаемый материал за счет центробежных сил разгоняется и отбрасывается с роторов в зону измельчения навстречу друг другу. Процесс измельчения материала осуществляется за счет соударения частиц встречных потоков. Продукты измельчения удаляются через выгрузочный патрубок (8) и отделяются от воздушного потока в циклоне - фильтре.

За основу расчета гранулометрического состава материала, измельченного в ЦПМ, была взята методика расчета однократного ударного разрушения одиночных частиц с учетом вероятности их столкновения.

^ = РС(Е- Р)Тц + Р(- Р-ф-Р, (9)

где Рс -диагональная матрица вероятностей столкновения частиц двух дисперсных потоков, движущихся навстречу друг другу.

Предложена методика расчета факела схода частиц измельчаемого Материала с ротора, которая необходима дня определения места загрузочного патрубка и габаритных размеров зоны столкновения частиц.

При проектировании противоточных мельниц необходимо знать вероятность столкновения частиц измельчаемого материала. Для решения этой задачи введены следующие допущения и обозначения:

- потоки представляют собой Пуассоновские ансамбли;

- существенное влияние на движение частиц оказывает только сила сопротивления газового потока;

- скорость газовой фазы постоянна и изменяется скачкообразно при входе в зону измельчения;

- концентрация твердой фазы потока в сечении, перпендикулярном его направлению, постоянна в пределах расхождения факела.

-"/б ^

ИЮ11

3/ L —Г— J F i-i-

Обозначим V] и - скорости частиц, соответственно, потоков 1 и 2. Потоки симметричные. Следовательно, достаточно рассмотреть столкновение частиц первого потока со вторым.

Аналогично работам, выполненным А.И.Зайцевым и его учениками, запишем для Пуассоновского ансамбля следующее выражение:

где Р(8) - вероятность того, что данная область не содержит точек ансамбля; Ы' - обьемная концентрация частиц, отнесенная к "свободному"объему; 9 - объем области.

Рассматривая движение частиц погока 1 в среде частиц потока 2, используя уравнение движения частиц в газе с учетом сил сопротивления и относительной площади сталкивающихся потоков измельчаемого материала, пользуясь законом больших чисел, определено полное количество нестолкнувшихся частиц.

где Ь], Ь2 - длина зоны столкновения; Гих и, Г ¡2х ,2 - гранулометрический состав сталкивающихся частиц.

Зная число нестолкнувшихся и столкнувшихся частиц, пользуясь законом больших чисел, можно определить вероятность столкновения частиц (Рс).

Показано, что применение разработанного нами ротора с рабочими элементами,' выполненными сначала радиально, а затем углом "назад" позволило увеличить скорость схода частиц на 25-30%. Другим важным преимуществом лопатки, наклоненной "назад", является безударная загрузка материала.

Дальнейшим развитием прочивоточных мельниц является соосная противоточная мельница (СПМ). В отличие от центробежных противоточных мельниц в СПМ работают одновременно эсе разгонные лопатки и поэтому СПМ позволяют развить большую единичную производительность. Соосная противоточная мельница (рис.8) состоит из цилиндрического корпуса (1), закрытого с обеих сторон крышками (2), через которые проходят загрузочные патрубки (3). На бокорой поверхности корпуса имеется выгрузочный патрубок (4). Внутри корпуса установлены чашеобразные роторы (5), на которых

Р{&) = ехр(-Ы'Э)

(Ю)

, _ N,1 ■ эт 2а

---Т.

закреплены разгонные лопатки (6). Около ступицы ротора выполнены переточные отверстия (7). 3 2 Х- — —

Рис. 8 Принципиальная схема СПМ

Мельница работает следующим образом. Исходный материал через загрузочные патрубки (2) и переточные отверстия (7) одновременно подается на разгонные лопатки (б). Разгоняясь в осевом направлении, изуельчаемый материал попадает в рабочую зону, где, сталкиваясь с частицами встречного потока, измельчается и удаляется через выгрузочный патрубок (4) в бункер -сборник.

Для расчета процесса измельчения в СПМ необходимо знать абсолютную скорость столкновения частиц, их концентрацию в зоне измельчения и направление движения.

Рассмотрен разгон измельчаемого материала по лопаткам роторов с учетом веса частиц, сил трения и инерции. Уравнения пути, пройденного каждой частицей относительно осей координат X и Y, расположенных в плоскости лопатки, запишутся, соответственно:

X =

(k,-k2)d

[k2ektf - k,eb4t]

d + 1

+-L

d

+ bz_aL

(12)

nt

(13)

где

a =2wfTp sin a;

b = 2oocosa; á = 4cosa(cosa-fTpsina)-l; n = g(fTp cos a + sin a); k, J = -соГф sin a ± -^f^, ■ sin2a - 4cos c. • 'cos a + f • sin a)+1

где a - угол наклона лопатки относительно диска ротора.

Относительная и переносная скорости движения измельчаемого материала относительно осей координат определяются как производная пути по времени.

•Ч =

ач ь-к.

(11 (к, - к2)с!

и [еМ _ ,1,1

(И)

¡01 я ЦЬ- а)_, _ , (Ь - а)Ь А (к, - к,)1 I 2 ** 1 а

(15)

В диссертации представлены зависимости для расчета численного значения и направления абсолютной скорости схода частиц с ротора (У>6с)как функция режимов работы измельчителя, физико-механических свойств измельчаемого материала и угла наклона лопатки.

Пятая глава посвящена созданию методов проектирования высокоэффективных, малогабаритных измельчителей многократного ударного нагружения.

С учетом наиденных закономерностей при исследовании одиночных частиц и минимизации энергозатрат спроектированы многоступенчатые измельчители, в которых на каждой отдельной ступени процесс измельчения осуществляется до оптимального размера частиц.

Для того. чтобы можно было воспользоваться разработанной нами методикой расчета гранулометрического состава и затрат электроэнергии, необходимо комплексное исследование измельчителей данного класса с целью определения численного значения экспериментальных коэффициентов.

При участии автора, разработаны одно- и многоступенчатый измельчители, работающие как на проход, так и с классификаторами на одной или каждой ступени. В многоступенчатом измельчителе, в зависимости от модификации, готовый материал измельчался последовательно до оптимального размера на каждой ступени или по мере получения его отводился с каждой ступени в готовый продукт, минуя последующую ступень измельчения.

Рис. 9 Принципиальная схема МСМС, работающая в замкнутом режиме

Примером многоступенчатого измельчителя с классификатором на каждой ступени может служить мслышца. схема которой представлена иа рис.9. Данный измельчитель можно сравнить с двумя одноступенчатыми мельницами разного диаметра, заканчивающимися классификационным кольцом.

В том случае, если в измельчаемом материале имеются недробимые включения, то многоступенчатая мельница с классификацией на каждой ступени должна быть сконструирована таким образом, чтобы с каждой ступени отводился готовый материал, а грубые фракции транспортировались на следующую ступень и измельчались при большей скорости нагружения. Такая схема измельчения реализована в мельнице, представленной на рис.10. Она состоит из ступенчатого корпуса (I) и ступенчат о ротора (2). Каждая студень измельчения соединена с золой выгрузки готового материала переточным патрубком (3). На внешней стороне последней ступени установлен вентилятор (4). Мельница имеет загрузочный (5) и два выгрузочных (6),(7) патрубка.

соответствующие вентилятором (4), зону выгрузки.

±/

Рис. 10 Принципиальная схема МСМС, работающая на "проход" Измельчитель работает следующим обраюм. Исходный материал через загрузочный патрубок (5) подается на первую ступень. После многократного нагружения материал разрушается. Тонкие фракции, готовому материалу, потоком воздуха, создаваемым отсасываются через переточиые патрубки (3) в Недонэмельчелный материал потоком воздуха транспортируется на вторую ступень, где процесс измельчения - классификации протекает аналогично. С последней ступени недробимые частицы выводятся через патрубок (7), а готовый продукт через патрубок (б).

Методика расчета измельчителей многократного ударного нагружения базируется на определении приведенного числа нагруженин (2) узких фракций зернистого материала. Данный параметр для каждой узкой фракции материала определялся по уравнению (5) при условии, что (X Рг(х)) получено- в

измельчнчелс многократного нагруження, а (Р,(х)) и (Р„(х)) в установке по разрушению одиночных частиц при одной и той же скорости нагружения.

Комплексное исследование измельчителей многократного нагружения показало, что прии-ленное число нагружений является функцией таких параметров, как скорость нагружения, производительность измельчителя и свойств измельчаемого материала.

В диссертации приводятся расчетные формулы для определения числа приведеных нагружений как в одно-, так и в многоступенчатых измельчителях, работающих в открытом и замкнутом циклах, как функция перечисленных выше параметров.

Анализ приведенных энергозатрат показал, что для каждого измельчаемого материала, в зависимости от размера частиц и физико-механических свойств, существует свой энергетически выгодный режим измельчения.

3 4 5,5 7,5 9 11 пх 104, об/мин

2 3 4 5 Ьб/Яр х!0

3 7 И 14 23 0 С>х I О2, кг/ч

2 3 3,5

ад*Рх ю

Рис. 11 Зависимость приведенных энергозатрат от конструктивных и режимных параметров измельчителей . 1 - одноступенчатая Я =0,15м, 2- одноступенчатая К^-О.Юм. 3 -двухступенчатая( Яр/-0,15м, Ре2=0.20м), 4 - две одноступенчатые ( Яр/=0,15м. Яр]=0.20м), 5 - двухступенчатая с классификацией ( Яр1=0,15м, Я.2=0.20м), 6 ■ одноступенчатая с классификатором; 7 -I'-78м/с; 8 -V- 104 м/с; 9 - V- 145 м/с; 10 - У=58 м/с.

Отмечено, что в многоступенчатом измельчителе, работающем с классификатором на каждой ступени (рис.11), наблюдаются наиболее низкие

мнер!-озатраты. Они в 2-3 раза ниже, чем в одноступенчатых мельницах при той же степени измельчения.

Исследование зависимости приведенных энергозатрат от производительности измельчителя (рис.Юв) показали, что минимизация объема зоны измельчения позволяет снизить их в 2-5 раз.

В шестой I лаве представлены исследования процесса износа измельчителей ударного действия как однократного, так и многократного нагружения. Выполненный анализ существующих теорий износа, вызванный ударом, показал, что, в основном, все эш работы имели два направления: подбор материала рабочих элементов и оптимизация геометрической формы ударных элементов, с целью наиболее полного использования металла. В представленных моделях рассмотрены случаи измельчения "мягким" рабочим элементом "твердый" измельчаемый материал, что приводит к быстрому износу рабочих ллемсшов и большому намолу примесей в готовом продукте. Использование результатов полученных исследований для других конструкций измельчителей, где процесс нагружения осуществляется "твердым - твердое" или "твердым - мягкое", весьма затруднительно. Поэтому для каждой группы измельчителей были проведены комплексные исследования по определению надежности их работы с точки зрения износа рабочих элементов и намола примесей в готовом продукте.

Для того, чтобы оценить эффективность защиты рабочих элементов твердыми материалами или самим измельчаемым материалом, был разработан измельчитель многократного нагружения с быстросъемными рабочими элементами. Существенное влияние на износ рабочих элементов оказывает как их твердость, так и твердость измельчаемого материала, а также скорость нагружения, производительность измельчителя и размер зернистого материала.

Представлена конструкция рабочих элементов самофутерующихся измельчаемым материалом. Найдены их оптимальные размеры с учетом процессов износа и измельчения.

Измельчение "твердым - твердое" позволило снизить износ рабочих элементов в 5-6 раз, а загрязненность готового продукта в 2-3 раза,

В диссертации представлены эмпирически найденные расчетные зависимости, позволяющие определить численные значения износа рабочих элементов и намола примесей в готовом материале в зависимости от физико-механических свойств измельчаемого материала и рабочих элементов, а также

от режимных и конструктивных параметров измельчителей многократного ударного нагружения.

В центробежных противоточных мельницах практически отсутствует взаимодействие измельчаемого материала с'корпусом. Весь пылевоздушный поток направляется в зону измельчения. Разрушение материала осуществляется в сталкивающихся потоках. Это позволило на практике реализовать принцип измельчения "твердым - твердое". Результаты исследования показали, что в центробежных противоточных мельницах со специально разработанными разгонными элементами износ и намол примесей в готовом продукте на порядок ниже, чем в измельчителях многократного ударно-отражательного нагружения. Защита разгонных элементов твердосплавным материалом или их самофутеровка измельчаемым материалом позволила снизить • показатели износа еще в 2 -3 раза. Весь комплекс мер обеспечивает работоспособность центробежных противоточных мельниц даже на материалах с повышенной абразивностью.

Представлены результаты исследования износа рабочих органов в роторно-сортирующей дробилке. Предложено выражение для расчета износа рабочих органов установки в зависимости от режимных параметров процесса измельчения и относительной износосгоойкости материала.

В седьмой главе рассмотрены вопросы практической реализации результатов работы.

Разработан пакет прикладных программ для автоматизированной системы проектирования измельчителей ударного действия как однократного, так и многократного нагружения, работающих в открытом или замкнутой циклах измельчения. Программное обеспечение составлено для персональных ЭВМ IBM PC/AT, работающих под управлением MS WINDOWS 3.1 и выше, предназначено для организации диалога, расчетов и накопления информации при выборе типа измельчителя и расчета его основных рациональных конструктивных и режимных параметров при определении кинетических характеристик дисперсности измельчаемого материала, затрат электроэнергии на единнцу вновь образованной поверхности и надежности работы измельчителей, с точки зрения износа и устойчивости пылевоздушных потоков.

САПР позволяет, в зависимости от технологических и физико-механических свойств измельчаемого материала, а также требуемой надежное in работы оборудования, выполнить поэтапную оптимизацию каждого элементарного акта процесса измельчения при проектировании как

схемы измельчения, так и агрегата в целом с выводом численных значений геометрических « режимных параметров установки, а также подобрать конструкционный материал для быстроизнашиваемых узлов и агрегатов.

Автоматизированная система инженерного расчета измельчителей ударного действия на языке Microsoft Visual Basik и пакет АвтоКАД позволили разработать программу форматного вывода на графопостроитель графической части технической документации (чертеж общего ьида спроектированного измельчителя).

Например, система автоматизированного проектирования измельчителей позволила разработать технологическую схему получения порошков с размером частиц 100% менее 20 мкм. из исходного размера частиц до 100мм. Данная схема состоит из трех стадий измельчения. Первая стадия - дробление в центробежной роторной сортирующей дробилке. Вторая стадия - измельчение в центробежной или соосной противоточной мельницах. Третья счадия - тонкое измельчение в измельчителях многократного нагружения с классификацией на каждой ступени.

Осуществление постадийиого измельчения позволило свести к минимуму переизмельчение готового продукта, износ рабочих элементов и намол продуктов износа в готовом материале.

Ряд оптимальных решений реализован в способе измельчения и в новых конструкциях мельниц, защищенных авторскими свидетельствами.

В приложении приводятся документы, подтверждающие практическую реалкшцию результатов работы.

Основные результаты работы.

1.Выдвинутая гипотеза о функциональной связи динамической прочности исследуемого материала с его исходным размером, плотностью и предельной нагрузкой на срез позволила получить комплексные показатели измельчаемое™ материала - критические скорости разрушения.

2.Разработана матричная математическая модель преобразования гранулометрического состава, полученного в измельчителях ударного действия однократного и многократного нагружения, работающих как в открытом, так и замкнутом цикле в рамках одного агрегата, с учетом вероятности разрушения, распределительной функции, комплексного показателя измельчаемости, числа приведенных нагружений (вероятности столкновения).

3. Разработаны математические модели процесса разгона, столкновения и разрушения частиц в центробежных и соосных противоточных-

измельчнтелях. Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено преимущество новых разгонных роторов.

4.Разработаны адекватные методы расчета расхода воздуха в высокоскоростных измельчителях с плоскими рабочими элементами, как с встроенной классификацией на каждой ступени, так и без нее.

5.Найдены эмпирические зависимости для расчета долговечности и степени загрязненности измельчаемого материала продуктами намола.

6.Проведено комплексное исследование процесса многократного свободного и стесненного ударного нагружения одиночных частиц, как о твердую поверхность, так и о многослойную подложку из измельчаемого материала. С учетом найденных показателей измельчаемости материала предложена методика расчета вероятности разрушения и распределительной функции разрушившейся части материала. С энергетической точки зрения определены оптимальные режимы измельчения материала .

7. На основе прехтоженных моделей разработана стратегия структурной и режимной оптимизации измельчителей ударного действия как однократного, так и многократного нагружения. что позволило создать, в зависимости от свойств зернистых материалов, высокоэффективное, с минимальным»! энергозатратами, металлоемкостью, износом рабочих элементов и загрязненности измельчаемого материала продуктами намола, новое оборудование различного принципа действия:

для получения материала среднего дробления с узким гранулометрическим составом разработана высокоэффективная роторно-сортирующая дробилка с предварительной классификацией измельчаемого материала, что снижает переизмельчение и себестоимость готового продукта.

- для измельчения материалов с высокими абразивными свойствами разработан ряд типоразмеров новых центробежных и соосных противоточных мельниц однократного и многократного высокоскоростного нагружения с встроенной классификацией и без нее с механическим разгоном измельчаемого материала, в которых реализован принцип самоизмельчения частиц в частицу, что позволило снизить удельные энергозатраты, металлоемкость и износ, увеличить удельную производительность оборудования.

- для получения продукта с высокой степенью измельчения созданы новые одно- и многоступенчатые конструкции малогабаритных высокоэффективных измельчителей многократного ударного нагружения с встроенной классификацией на одной или каждой ступени. На каждом

элементарнои этапе процесса измельчения (нагружение и транспортирование измельчаемого материала, классификация и формирование рецикла) проведена локальная поэтапная оптимизация с точки зрения рационального использования объема зоны измельчения, что позволило снизить приведенные затраты.

- для измельчения термопластичных материалов ударным нагруженнем создан принципиально новый способ без замораживания.

8. Разработана система автоматизированного проектирования измельчителей ударного действия, с учетом разрушаемое™ и абразивности измельчаемого материала, загрязненности продукта и степени его измельчения, устойчивости пыле-воздушных потоков, производительности и износостойкости агрегата.

9. Практическая реализация результатов работы выполнена по следующим направлениям:

передача методик расчета, оптимизация оборудования и технологических процессов;

использование результатов в проектировании реальных технологических процессов;

- непосредственное использование разработанных новых измельчителей в промышленном производстве гидрохинона, барита, строительных и отделочных материалов, хлебопекарной муки и комбикорма, регенерата из резиновых и полиуретановых изделий.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах.

1. Смирнов Н.М., Блиничев В.Н. Исследование зависимости энергозатрат от конструктивных особенностей я режимов работы высокоскоростной двухступенчатой мельницы ударно-отражательного действия // Изв. вуз. Химия и хим. техн. - 1981 - т.24, N5, с.643 - 646

2. Смирнов Н.М., Блиничев В.Н., Стрельцов В.В. Расчет гранулометрического состава материала, измельченного в мельницах ударно-отражательного действия //ТОХТ. -1981, -т. 15, N3 -с.424-428.

3. Смирнов Н.М. Методика расчета затрат электроэнергии на вновь образованную поверхность в многоступенчатых мельницах - сепараторах. // Процессы в зернистых средах. Иваново. - 1989. -с. 11-15.

4. Смирнов Н.М. Разработка конструкций центробежных противоточных мельниц и методика расчета их основных размеров // Интенсивная механическая технология сыпучих материалов: - Иваново, -1990 -с.61-69.

5. Смирнов Н.М. Получение компонентов грубого, среднего и тонкого помола для керамики II Керамическая промышленность, экспресс-обзор, ВНИИЭСМ, серия 5, вып.5, - 1990,-с.21-22.

6. Смирнов Н.М. Разработка технологической схемы измельчения, позволяющей получить готовый продукт с узким гранулометрическим составом //Механика сыпучих материалов. - Одесса. -1991. -е.234.

7. Смирнов Н.М. Разработка технологической схемы измельчения материалов при энергетически выгодных способах и режимах нагружения // Техника и технология сыпучих материалов: - Иваново, -1991, -с.3-6.

8. Смирнов Н.М. Создание рациональной схемы процесса измельчения материалов в мельницах ударного действия с встроенной сепарацией // Сб. докладов междун. научн. конф. Теоретические и экспериментальные основы создания нового оборудования. - Иваново Плес, -1993.-C.33-50.

9. Blinichev V.N., Streltsov V.V., Egorov V.P., Petrov V.V., Smirnov N.M., Calculation of granularmetric composition of fluidized bed with zone intensive grinding //Abstracts of Congress CHISA'75. - Praha,- 1975,-p.p. 17-18.

lO.Smirnov N.M., Blinichev V.N. Berechnungsmethodik fur schnellaufende Feinprallmuhlen // 20 Diskussionstagung "Zerkleinern und Klassiren - Freiberg -1983,-s.s. 21-22.

11.Smirnov N.M., Blinichev V.N., Akaev O.P. Mechanochemische Akmtvirung von eisenhalungen Phosporiten in der gegenleufigen Fliehkraftmuhle II 9 Simposium fur Mechanoernissien und Mechanocheraie. -Berlin - 1983s.s.36-37.

12.Smirnov N.M., Baranov J.A., Lavrentev A.A. Porget expenditures in multistage mill of impact action II Abstracts of Congress CHISA'84 - Praha -1984 -p.26-27.

13.Smirnov N.M., Blinichev V.N., Gundorov V.V. The movement of the dust- air mixture along radial - sloped blades rotor // Abstrcts of Congress CHISA'90 -Phaha.-1990.

14.Blinichev V.N., Smirnov N.M.Wisokoefektywny mieszalniko-rozdrabniacz //VI Ogolnopolskie seminarium "MIESZANIE", Krakow-Zakopane '93, 7-11.

15.Smirnov N.M. Model matematyczny procesu zderzeri czastek materialu rozdrabnianego w przecinajacych sie strumieniach // II Miedzynarodowa konferencja naukowa "TEORETYCZNE I EKSPERYMENTALNE PODSTAWY BUDOWYAPARATURY", Krakow-Kwiecien '95,243-252.

16.Смирнов Н.М. Проектирование рациональной технологической схемы измельчения в высокоскоростной сепарационной мельнице ударного

действия // Материалы комплекса научных н научно-технических мероприятий стран СНГ, - Одесса, -1993. - с. 184.

П.Смирнов Н.М. Исследование возможности осуществления процесса макро- и тонкого измельчения различных минералов в высокоскоростной мельнице ударного действия И Труды Всесоюзн. совещания. Перспективы потребления и развития производства по выпуску микро- и тонкоизмельченного кальцита, барита и неолита. - Цхалтубо- 1981. -с. 17-19.

18.Смирнов Н.М.. Блнничев В Н. Расчет высокоскоростной одноступенчатой мельницы ударно-отражательного действия // Химическая промышленность, - 1982. -N10.-с. 618-619.

19.Смирнов U.M., Блиничев ВН. Инженерная методика расчета многоступенчатых мельниц ударного действия // Тез. докл. Всесоюзн. научн.-техн. конференции Проблемы тонкого измельчения, классификации и дозирования. Иваново. - 1982.-е.18.

20. Гундоров И.М., Блиничев В.Н., Смирнов Н.М. Критерий измельчаемости частиц материала свободным ударом. II Тез. докл. Всесоюзн. науч.-технич. конф. Процессы и аппараты производства полимерных материалов, методы и оборудование для переработки их в изделия, т.2 - Москва. -1982. -с.13.

21.Гундоров И.М., Блиничев ВН., Смирнов Н.М. Математическая модель замкнутого цикла измельчения с двумя классификаторами // ТОХТ. -1985. -т. 19, N 1-е.572-574. .

22.Гундоров И.М., Блиничев В Н., Смирнов Н.М. Расчет гранулометрического состава измельченного материала в мельчицах ударного действия с классификатором II ТОХТ. -1986. -т.20, N 1-е. 117-120.

23.Гундоров И М., Блиничев В.Н., Смирнов Н.М. Математическая модель замкнутого цикла измельчения II Изв.вуз. Химия и хим. технология - 1983. Т.26, NU), -с. 1261-1264.

24.Смирнов Н.М., Блиничев В Н., Крошкин В.А. Методика расчета расхода воздуха в одноступенчатых высокоскоростных мельницах ударно-отражательного действия. //Изв. вуз. Химия и хим. технология - 1980, -т.23, N7. -с.915-917.

25.Смирнов Н.М., Клочков Н.В. Расчет основных конструктивных параметров высокоскоростной одноступенчатой мельницы ударного действия. II Тез. докл. Всесоюзн. науч. техн. конф. Современные машины и аппараты химических производств. - Чимкент. - 1980. -с. 689-693.

26.Смирнов Н.М., Блиничев В.Н., Клочков Н.В. Исследование механических свойств сыпучих материалов при многократном высокоскоростном ударном нагружении //Тез. докл. Всесоюзн. научн. технич. конф. Механика сыпучих материалов. - Одесса. - 1990. -с. 51-52.

27.Смирнов Н.М., Таланов Е.В., Квашнин М.В., Милек А.Н. Разработка и исследование мельницы тонкого помола абразивных материалов// Тез. докл. Всесоюз. научн. техн. конф: Пути совершенствования, интенсификации и повышения надежности аппаратов в основной химии. -Сумы, -1982.-c.151-154.

28. Смирнов Н.М., Блиничев В.Н., Гагауов Б.К. Определение измельчаемости неорганических веществ и удобрений при ударном нагружении // Тез. докл. Всесоюзн. научн. конф. Технология неорганических веществ и минеральных удобрений. -Чимкент. -1981. т.2. -с.558-560.

29.Смирнов Н.М., Акаев О.П., Блиничев В.Н., Таланов Е.В. Механо: химическая переработка железосодержащих фосфоритов II Тез. докл. Всесоюзн. научн. техн. конф. Проблемы тонкого измельчения, классификации и дозирования. -Иваново. -1982. -с. 134.

30.Сариев A.A., Блиничев В.К., Смирнов Н.М. Математическая модель процесса разрушения частиц различных материалов при соударении их о многослойную подложку И там же. -с.35.

31.Квашнин М.В., Акаев О.П., Смирнов Н.М., Таланов Е.В., Кочетков С.П. Исследование зависимости степени активации фосфорита от режимов обработки в установке однократного нагружения // Гидродинамика тепло- и массообмен в зернистых средах. -Иваново. -1983. -с.25-27.

32. Смирнов Н.М., Блиничев В.Н., Таланов Е.В., Квашнин М.В. Центробежная противоточная мельница для тонкого помола абразивных материалов // Ц ИНТИХИМНЕФТЕМАШ, Серия ХМ-1, -1982. N12. -с. 1 -2.

33.Гатауов Б.К., Алтынбеков Ф.Е., Смирнов U.M. Исследование процессов, протекающих в дробилках стесненного удара. // Разработка теории и конструктивного оформления машин и аппаратов интенсивного действия с участием зернистых материалов. -Иваново. -1984. -с.60-62.

34. Гатауов Б.К., Алтынбеков Ф.Е., Смирнов Н.М., Блиничев В.Н. Зависимость гранулометрического состава продуктов дробления от исходного размера материала и режимов работы дробилки стесненного удара // Гидродинамика, тепло- и массообмен в зернистых средах. -Иваново. -1985. -с.22-27:

35.Алтынбеков Ф.Е., Мошкин С.Н., Смирнов Н.М., Гатауов Б.К., Грант Е.Б. Об одном варианте снижения нагрузки на оборудование в системе шихтоподготовки//там же. -с.24-29.

36.Акаев О.П., Нацевич О.П., Квашнин М.Б., Смирнов Н.М. Влияние механической обработки природных фосфоритов на кинетику их растворения //там же. -с. 33-37.

37.Квашнин М.В., Смирнов Н.М., Падохин В.А., Зуева Г.А. Влияние параметров нагружсння на изменение ударной поверхности дисперсных систем II Тез. докл. Всесоюзн. науч. техн. конф. Технология сыпучих материалов - ХИМТЕХПИКА-86. -Белгород. - 1986.4.1. -с.45-46.

38.Смирнов Н.М., Таланов Е.В., Акаев О.П., Гришечкин М.Б. Разработка и «следование высокоинтенсивного оборудования для активации абразивных материалов II Тез. докл. Всесоюзн. симпозиума УДА-технология. -Ростов-на Дону.-1986. -с.207.

39.Баранов И.А., Смирнов Н.М., Гришечкин М Б. Математическое описание работы сепаратора в паре с центробежной мельницей // Тез. докл. Всесоюзн. научн. техн. конф. Повышение эффективности и надежности машин и аппаратов в основной химии. -Сумы. -1986. -с.33-35.

40. Смирнов Н.М., Блнничев В.Н., Крошкин В.А., Лаврентьев A.A. Получение порошков in отходов резино-технической промышленности //Изв.вуз. Химия и хим. технология. - 1986. т.29, N8, -с. 110-112.

41.Смирнов Н.М., Блиничев В.Н., Гришечкин М.Б. Разработка и исследование соосной противоточной мельницы дезинтеграторного типа //Тез. докл. Всесоюзн. семинара. Дезинтеграторная технология. -Таллинн. -1987. -с.7.

42.Гатауов Б.К., Блиничев В.Н., Смирнов Н.М., Гришечкин М.Б. Разработка математической модели для расчета гранулометрического состава продуктов дробления стесненным ударом II Депонированная рукопись N823 -XI1-86, ОНИИТЭХИМ. -Черкасы. -1986. -с. 12.

43.Гришечкин М.Б,, Смирнов Н.М., Блиничев В.Н. Расчет оптимальной производительности соосной противоточной мельницы для получения заданного гранулометрического состава //Изв. вуз. Химия и хим. технология.

. -1987. -т. 30, N7. -с. 119-121.

44. Гришечкин М.Б., Смирнов Н.М., Блиничев В.Н., Минкина Н.Г. Математическое моделирование процессов, протекающих в соосной

протипоточной мслынше И Изв. вуз. Химия и хим. технология. -1987. -т.30, N12. -с.1+0-142.

45.Смирнов Н.М. Крошкин В.А., Баранов И.А., Гришечкин М.Б. Измельчение различных отходов подошвенных резин в присутствии наполнителей Л Депонированная рукопись М60НХ-87 Деп. в ЦОСИФ ЦНИИТЭНЕФТЕХИМа.-бс.

46.Гришечкин М.Б., Смирнов Н.М., Блиничев В.Н. Математическая модель расчета гранулометрического состава материала, измельченного в соосной противоточной мельнице /У Депонированная рукопись Ы1420-ХН-87 -ОНИИТЭИ -Черкасы,- Юс.

47.Гундоров В.В., Смирнов Н.М., Блиничев В.Н.Определение вероятности столкновения частиц в пересекающихся потоках центробежно-противоточных мельниц // Разработка теории и конструкторского оформления процессов тонкого измельчения, классификации, сушки и смешения материалов. -Иваново. -1988. -с.34-38.

48.Смирнов Н.М., Таланов Е.В., Гундоров В.В.Разработка математической модели процесса разгона и столкновения частиц в центробежной противОгочной мельнице //там же. -с. 39-41.

49.Смирнов Н.М., Блиничев В.Н. Измельчение полиуретановых отходов в мельнице с внутренней сепарацией //Тез. докл. Всесоюзн. научн. техн. конф. Химия и технология производства, переработки и применения полиуретанов и сырья для них. - Суздаль. - 1988. -с.95-96.

50. Гундоров В В., Смирнов Н.М.. Блиничев В.Н. Определение оптимальной формы и размера разгонных элементов центробежных противоточных мельниц //Изв. вуз. Химия и хим. технология. -1989 -т.32 N2 -с. 120-122.

51.Смирнов Н.М., Баранов И.А., Блиничев В.Н. Способ тонкого измельчения термопластичного полиуретана // Тез. докл. Всесоюзн. научн. техн. конф.

. Пути повышения эффективности использования вторичных полимерных ресурсов.-Кишинев-1989.-с.78.

52.Смирнов Н.М., Баранов И.А. Методика расчета граничного размера частиц в центробежной мельнице-сепараторе // Тез. докл. Всесоюзн. научн. техн. конф. Технология сыпучих материалов ХИМТЕХНИКА-89 -Ярославль. -19X9. т. 2.-с. 188.

53.Смирнов Н.М., Блиничев В.Н. Разработка и исследование центробежных противоточных мельниц // там же. -с. 189-191.

54.Смирнов Н.М., Гундоров В.В., Блиничев В.Н. Разработка математической модели процесса разгона частиц по ротору центробежной противото'шой мельницы с радиально-наклонными лопатками // Тез. докл. Всесоюзи. научн. техн. конф. УДА-технология. -Таллинн. -1989. -с.45-47.

55.Гатауов Б.К., Алтынбеков Ф.Е., Смирнов Н.М. К расчету производительности дробилыю-сортируюшич установок стесненного удара // Интенсивная механическая технология сыпучих материалов. -Иваново. -1990. -с.61-69.

56.Смирнов Н.М., Блиничев В.Н. Регенерация отходов известняка в производстве силикатного кирпича //Тез. докл. всесоюзн. научн. техн. конф. Рациональное природопользование и комплексная переработка промышленных отходов Крыма. -Алушта, -1990. -с.23-24.

57. Смирнов Н.М., Блиничев В.Н. 'Центробежные противоточные мельницы для помола абразивных материалов II Промышленность строительных материалов. Серия Керамическая промышленность. ВНИИЭСМ. -Москва, Серия 5. вып.4. -1990. -с.15-17.

58.Смирнов Н.М., Блиничев В.Н. Двухступенчатая высокоскоростная мельница юнкого помола различных материалов с внутренней сепарацией на каждой ступени II Промышленность строительных материалов. Серия Керамическая промышленность. Серия 5,вып.З. -1990. -с.26-29.

59.Смирнов Н.М., Гатауов Б.К., Блиничев В.Н. Роторно-сортирующая дробилка для грубого измельчения хрупких материалов для получения продукта с однородным фракционным составом // Промышленность строительных материалов. Серия Керамическая промышленность. Серия 5, вып.6.-1990. -с. 10-13.

60.Смирнов Н.М., Блиничев В.Н. Режимно-конструктивная оптимизация многоступенчатых мельниц с встроенной сепарацией на каждой ступени // Тез. докл. всесоюзн. научн. техн. конф. Механика сыпучих материалов. -Одесса.-1991.-с.235.

6¡.Смирнов Н.М., Блиничев В.Н. Разработка сепарационной противоточной мельницы дезинтеграторного типа П Тез. докл. Всесоюзн. семинара Дезинтеграторная технология. -Киев. -1991. -с.9-11.

62.Смирнов Н.М., Блиничев В.Н. Механохимическая активация фосфоритной муки при высокоскоростном ударном нагружении // там же. -с. 105-106.

63.Смирнов Н.М., Блиничев В.Н. Разработка установки для дробления каменных и бурых углей, сжигаемых в газо- и парогенераторах //Тез. докл. Всесоюзн. научн. техн. конф. -Одесса. -1993. -с.185.

Новые технические решения защищены следующими авторскими свидетельствами N 671838. 737002, 893252, 904775, 946651, 952321, 1005897, 1011246, 1011249, 1036365, 1074591. 1076138, 1156731, 1191109, 1214199, 1217465, 1238791, 1291204, 1303188, 1346242, 1395361, 1411027, 1470325, 1483720, 1487980,1577822,1577826,1577827,1609482, 1706696, 1759455.

Перечень условных обозначений и сокращений: Р - вероятность разрушения; Р0, Рк - исходный, конечный (требуемый) гранулометрический состав: <р - распределение частиц по размерам в разрушившейся части материала; Рс- вероятность столкновения; г - приведенное число нагружений; (2 - производительность; V - скорость нагружения измельчаемого материала; скорость движения частицы; У^,, У„р2 - соответственно, критическая скорость свободного разрушения материала при первом и последующих нагружениях; X - размер частиц; рг,рт - плотность газа и измельчаемого материала, соответственно; й. - радиус ротора мельницы; Ы - высота рабочего элемента; И,, -высота классификационного кольца; тср - предельная нагрузка на срез измельчаемого материала; т|с - коэффициент парциального осаждения классификатора; ДБ - вновь образованная удельная поверхность измельчаемого материала.

ЦБМ - центробежная мельница, ОСМ - одноступенчатая мельница, МСМ - многоступенчатая мельница, МСМС - многоступенчатая мельница с классификацией, ЦПМ - Центробежная противоточная мельница, СПМ -соосная противоточная мельница, ЦРСД - центробежная роторная сортирующая дробилка.