Совершенствование технологического процесса и технических средств для измельчения пористых строительных материалов : На примере керамзита

• Автор: Галанский, Сергей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 157 с. : ил.

РЕФЕРАТ
Объем диссертации составляет 149 страниц. Она включает в себя 56 иллюстрации, 13 таблиц, 3 приложения, список литературы из 121 наименования, в том числе 5 на иностранном языке.
Ключевые слова: измельчение, разрушение, дробилки, рабочие органы, измельчители, керамзит, гранулы (частицы), хрупкие пористые материалы.
Предметом изучения были устройства для измельчения пористых строительных материалов. На основе анализа состояния механизации процесса переработки хрупких пористых материалов и устройств для его осуществления предложена новая конструктивно-технологическая схема измельчающего устройства, которая защищена патентом РФ №2196490.
Исследования измельчающих устройств, выполненных на основе этой схемы, позволили усовершенствовать технологический процесс измельчения хрупких пористых материалов, обозначить пути развития конструкции устройств избирательного дробления.
Приведены теоретические исследования технологического процесса работы измельчителя, основных конструктивных элементов, дано аналитическое обоснование его параметров. Приведены результаты экспериментальных исследований, подтверждающие теоретические выводы и показывающие степень / влияния конструктивно-режимных параметров на технологический процесс измельчения хрупких пористых материалов.
Представлены результаты производственных испытаний устройства для измельчения пористых заполнителей для бетона (керамзита) с рабочим органом в виде набора заостренных пластин.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1 Применение и получение пористых заполнителей для различных бетонов
1.2 Анализ существующих конструкций устройств для измельчения пористых строительных материалов
1.3 Состояние исследований процесса измельчения пористых строительных материалов
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ХРУПКИХ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ И РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА
2.1 Влияние технологических факторов на эффективность процесса получения керамзита мелких фракций
2.2 Конструктивно-технологическая схема устройства для измельчения пористых материалов
2.3 Параметрическая модель функционирования устройства для измельчения
2.4 Теоретическое обоснование основных параметров устройства
2.4.1 Определение минимальной частоты колебаний подвижной плиты
2.4.2 Влияние параметров рабочего органа на энергозатраты процесса измельчения
2.4.3 Определение оптимальной формы рабочего органа
2.4.4 Обоснование основных технологических параметров устройства
2.4.5 Определение энергии затрачиваемой на процесс измельчения
2.4.6 Оценка качества функционирования устройства

3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ПОРИСТЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ НА ДРОБИЛЬНОМ ОБОРУДОВАНИИ
3.1 Программа экспериментальных исследований
3.2 Общая методика экспериментальных исследований
3.3 Описание экспериментальных установок
3.4 Методика проведения опытов
3.4.1 Определение физико - механических характеристик керамзитового сырья
3.4.2 Методика определения влияния угла заточки рабочего органа на величину разрушающих нагрузок
3.4.3 Методика определения коэффициента трения материала различных фракций по лотку
3.4.4 Определение влияния интервала между элементами рабочего органа на процесс измельчения
3.4.5 Обоснование режимных параметров работы устройства
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1 Характеристика керамзита
4.2 Основные физико-механические свойства пористых материалов
4.2.1 Прочностные свойства материала при сжатии
4.2.2 Результаты исследования трения керамзита различных фракций по поверхности лотка
4.3 Влияние угла заточки рабочего органа на величину разрушающих нагрузок
4.4 Влияния интервала менаду рабочими органами на процесс измельчения
4.5 Режимные параметры работы измельчающего устройства с предлагаемым рабочим органом
концентрированных нагрузок на материал, создаваемых рабочими органами в виде игл-стоек. Измельчаемый материал подается на поверхность перфорированного ложа и подвергается на нем разрушению иглами-стойками, которые не контактируют с самим ложем. Измельченный материал просыпается через отверстия перфорации ложа, а более крупные куски подвергаются повторному измельчению. Данное устройство обеспечивает высокое качество дробления хрупких пористых материалов малой прочности.
Избирательное измельчение обуславливается тем, что площадь взаимодействия рабочих органов с материалом предельно мала.
Рассмотренная конструкция, несмотря на качественное осуществление процесса измельчения хрупких пористых материалов, является сложной в изготовлении и эксплуатации.
Таким образом, совершенствование устройств для измельчения пористых строительных материалов, в которых используется избирательное измельчение, должно продолжаться, при этом необходимость теоретического обоснования их конструктивных параметров очевидна.
2.2 Конструктивно-технологическая схема устройства для измельчения пористых материалов
На основании анализа технологического процесса работы измельчающих устройств в производстве керамзита способом дробления было разработано и изготовлено устройство для измельчения хрупких пористых материалов. Разрушение материала осуществляется за счет удара по нему клиновидных элементов рабочего органа в виде пластин. Степень воздействия разрушающей нагрузки на отдельные фракции материала позволяет не переизмельчать продукцию и регулировать процесс измельчения. В данном устройстве эту функцию выполняет интервал между пластинами, который можно изменять в соответствии с требованиями к процессу измельчения.
Указанный способ измельчения позволяет получать продукт с однородным гранулометрическим составом при минимальных энергозатратах вследствие