Scientific journal

International Journal of Experimental Education

ISSN 2618–7159

ИФ РИНЦ = 0,425

В настоящее время наблюдается тенденция замены измельчителей классического механического принципа действия нетрадиционными аппаратами с инерционным, вибрационным и струйным подводом энергии к диспергируемому материалу. Системный анализ аппаратов этих типов показал [1, 2, 3], что одни из них малоэффективны по степени измельчения, энергоемки, не решают должным образом проблемы автоматизации процесса измельчения или не могут быть использованы из-за высокой степени «намола». Другие не обеспечивают выход продукта высокого качества, так как не учитывают специфических изменений его свойств при механической и тепловой обработке. Между тем, выявлена группа аппаратов для измельчения, в которых энергия разрушения передается материалу с использованием электромагнитного поля. Анализ результатов исследований в области электромагнитного измельчения материалов свидетельствуют о перспективности развития этого направления. При этом выявлено [4,5,6], что минимальные энергетические потери обеспечивают конструкции мельниц, в которых энергия электромагнитного поля непосредственно преобразуется в кинетическую энергию движения размольных элементов без использования специальных передаточных механизмов. При этом наиболее эффективными являются измельчители, реализующие способы диспергирования материалов в смеси со свободно размещенными в рабочих камерах мелющими телами. Эти устройства можно рассматривать как ферродинамический привод, в котором ферромагнитная загрузка (размольные элементы), участвуя в двух видах силового взаимодействия (с магнитным полем и продуктом), является посредником в передаче энергии к частицам обрабатываемого материала. Наибольшее распространение среди них получили мельницы с переменным магнитным полем – вихревые электромагнитные аппараты (ВЭА). Опираясь на опыт практического применения в промышленности вращающегося магнитного поля в устройствах типа ВЭА, можно сделать следующие выводы, указывающие на их существенные недостатки: частота вращения размольных тел ограничена частотой питающего напряжения; циркуляция измельчаемого материала в рабочем объеме недостаточна; система многофазных обмоток, создающих вращающееся магнитное поле, потребляет значительную энергию; на изготовление таких обмоток расходуется большое количество дефицитного стратегического материала – меди, а на корпус – стальных ферромагнитных и немагнитных материалов; вращающееся магнитное поле не позволяет осуществлять тонкое регулирование силовыми нагрузками на частицы обрабатываемого материала, что затрудняет создание рациональной и экономичной автоматической системы управления процессом измельчения. В последние годы в ряде отраслей промышленности выявлена возможность интенсификации процессов измельчения в аппаратах, основанных на нетрадиционном использовании энергии постоянных магнитных и электромагнитных полей [7, 8]. В этой связи все многообразие предложенных и разрабатываемых в настоящее время конструкций мельниц с подвижной ферромагнитной средой целесообразно объединить в три группы: с квазистационарным магнитным полем переменного тока; со стационарным магнитным полем постоянного тока; со статическим магнитным полем постоянных магнитов. Классификация мельниц со свободными мелющими телами по этому признаку дает наиболее резкое расхождение в их конструктивном исполнении и свойствах. В патентных материалах представлены различные конструктивные решения мельниц с движущимся магнитным полем, в которых отражены попытки усовершенствования всех основных частей ВЭА. Основными направлениями интенсификации являются: совершенствование систем индуцирования магнитных полей, использование в одном аппарате магнитных полей различной природы, усложнение геометрической формы рабочей камеры и мелющих тел [7]. Технологические эффекты обеспечиваются в них созданием наиболее предпочтительных для разрушения материалов силовых и энергетических условий за счет активизации движения мелющих тел, сообщения им наиболее рациональной скорости и траектории перемещения в объемах обработки продукта. Согласно результатам многочисленных в этом направлений исследований [7, 9] модернизация существующих способов организации измельчающего усилия, которая базируется на решении задач оптимизации конструктивных схем мельниц c переменным электромагнитным полем и разработанных технологий обрабатываемых в них продуктов, хотя и позволяет в некоторой степени повысить показатели процесса измельчения, но не обеспечивает качественного перехода к созданию аппаратурно-технологических систем с двухсторонней регулируемой связью.